الخلية الجافة
الخلية الجافة هي نوع من الخلايا الجلفانية، وهي أجهزة كهروكيميائية تولد الكهرباء من تفاعلات كيميائية. على عكس الخلايا الرطبة، لا تحتوي الخلايا الجافة على سائل منفصل يحتوي على المنحل بالكهرباء؛ بدلاً من ذلك، يتم امتصاص المنحل بالكهرباء في مادة مسامية داخل الخلية.
مكونات الخلية الجافة
تتكون الخلية الجافة النموذجية من المكونات التالية:
القطب الموجب (الأنود): يتكون من قضيب من الكربون (الجرافيت) محاط بمزيج من ثاني أكسيد المنغنيز والفحم.
القطب السالب (الكاثود): يتكون من قضيب من الزنك (Zn) مغطى بمعجون يحتوي على كلوريد الأمونيوم.
المنحل بالكهرباء: يتكون من معجون مرطب من كلوريد الأمونيوم الممزوج بالجيلاتين أو النشا.
علبة الخلية: عادةً ما تكون مصنوعة من الزنك وتعمل أيضًا كقطب سالب.
مبدأ عمل الخلية الجافة
عندما يتم توصيل الخلية الجافة بدائرة، تحدث التفاعلات الكيميائية التالية:
عند القطب الموجب (الأنود): يتأكسد الزنك إلى أيونات الزنك (Zn2+)، ويتم إطلاق إلكترونات.
عند القطب السالب (الكاثود): تتفاعل أيونات الأمونيوم (NH4+) مع أكسيد المنغنيز (MnO2) في وجود الإلكترونات لتكوين الماء (H2O) وأكسيد المنغنيز الثنائي (Mn2O3).
التفاعل الكلي:
Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl → ZnCl2 + Mn2O3 + H2O + 2NH3
مزايا وعيوب الخلايا الجافة
المزايا:
محمولة وسهلة النقل.
غير قابلة للانسكاب، مما يجعلها آمنة للاستخدام في الأجهزة المحمولة.
عمر تخزين طويل.
رخيصة الثمن.
العيوب:
جهد ثابت نسبيًا.
سعة منخفضة نسبيًا.
يمكن أن تتسرب إذا تم تفريغها كثيرًا.
تطبيقات الخلايا الجافة
تُستخدم الخلايا الجافة في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
بطاريات الأجهزة المحمولة، مثل المشاعل والراديو.
بطاريات الألعاب والكاميرات.
بطاريات التطبيقات الصناعية، مثل أجهزة التحكم عن بعد والأجهزة الطبية.
خاتمة
الخلايا الجافة هي نوع مهم من الخلايا الجلفانية تستخدم في العديد من التطبيقات. إنها محمولة وآمنة ورخيصة الثمن، ولكنها تتميز أيضًا بسعة منخفضة نسبيًا.