Šūna pret akumulatoru
Atklājot dažādus elektroenerģijas ražošanas veidus, cilvēka dzīve kļuva ērtāka. Līdz ar akumulatora izgudrošanu tirgū nonāca daudz citu produktu.
Akumulators
Baterijas ir svarīgas enerģijas ražošanai. Akumulators ir viena vai vairākas elektroķīmiskās šūnas. Baterijās ķīmiskā enerģija tiek uzkrāta, un pēc tam tā tiek pārveidota par elektrisko enerģiju. Akumulatora koncepciju 1800. gadā izgudroja Alesandro Volta. Baterijas ir ikdienā nepieciešamas mājsaimniecības preces. Lai gan lielākā daļa iekārtu tagad strādā tieši ar elektrību, daudzām citām mazām vai pārnēsājamām ierīcēm ir nepieciešamas baterijas. Piemēram, modinātājpulksteņi, tālvadības pultis, rotaļlietas, lāpas, digitālās kameras, radioaparāti strādā ar strāvu, ko nodrošina akumulators. Bateriju lietošana ir drošāka nekā tieša galvenā elektrības izmantošana.
Šodien tirgū ir daudz dažādu zīmolu akumulatoru. Izņemot zīmolu nosaukumus, šīs baterijas var iedalīt divos veidos atkarībā no elektroenerģijas ražošanas ķīmijas. Tās ir sārma un litija baterijas. Parastais spriegums sārma akumulatoriem ir 1,5 V, un spriegumu var palielināt, izmantojot vairākas baterijas. Baterijām ir dažādi izmēri (AA, AA-, AAA u.c.), un akumulatora radītā strāva ir atkarīga no izmēra. Piemēram, AA akumulators ražo 700 mA strāvu. Tagad ir arī uzlādējamās sārma baterijas. Litija baterijas rada spriegumu 1,5 V vai vairāk, atkarībā no konstrukcijas. Pēc lietošanas tie ir jāiznīcina, un tos nevar uzlādēt. Litija baterijas tiek izmantotas mazās ierīcēs, piemēram, pulksteņos, kalkulatoros, automašīnu tālvadības pultī. Turklāt tos var izmantot jaudīgās, lielās ierīcēs, piemēram, digitālajās kamerās. Izņemot šo kategoriju, akumulatorus var iedalīt divās daļās kā vienreizējās lietošanas baterijās un atkārtoti uzlādējamās baterijās.
Šūna
Šūna ražo elektroenerģiju, izmantojot ķīmisku procesu. Ir daudz veidu elektroķīmisko elementu, piemēram, galvaniskās šūnas, elektrolītiskās šūnas, kurināmā elementi un plūsmas šūnas. Šūna ir reducētāja un oksidētāja kombinācija, kas ir fiziski atdalīta viena no otras. Parasti atdalīšanu veic ar sāls tiltu. Lai gan tās ir fiziski atdalītas, abas pusšūnas atrodas ķīmiskā kontaktā viena ar otru. Elektrolītiskās un galvaniskās šūnas ir divu veidu elektroķīmiskās šūnas. Gan elektrolītiskajos, gan galvaniskajos elementos notiek oksidācijas-reducēšanās reakcijas. Tāpēc būtībā elektroķīmiskajā šūnā ir divi elektrodi, ko sauc par anodu un katodu. Abi elektrodi ir ārēji savienoti ar augstas izturības voltmetru; tāpēc strāva netiks pārraidīta starp elektrodiem. Šis voltmetrs palīdz uzturēt noteiktu spriegumu starp elektrodiem, kur notiek oksidācijas reakcijas. Oksidācijas reakcija notiek uz anoda, un reducēšanas reakcija notiek uz katoda. Elektrodi tiek iegremdēti atsevišķos elektrolītu šķīdumos. Parasti šie šķīdumi ir jonu šķīdumi, kas saistīti ar elektrodu tipu. Piemēram, vara elektrodi ir iegremdēti vara sulfāta šķīdumos un sudraba elektrodi ir iegremdēti sudraba hlorīda šķīdumā. Šie risinājumi ir atšķirīgi; tāpēc tie ir jāatdala. Visizplatītākais veids, kā tos atdalīt, ir sāls tilts. Elektroķīmiskajā šūnā šūnas potenciālā enerģija tiek pārveidota par elektrisko strāvu.
Kāda ir atšķirība starp šūnu un akumulatoru?
• Akumulators var sastāvēt no vairākām šūnām.
• Ja akumulatoram ir virkne elementu, tā spriegums ir augstāks nekā vienai baterijai.
