ההבדל העיקרי - תא יבש מול תא רטוב

תא חשמלי ידוע כמכשיר המסוגל להפוך סוג של אנרגיה אחת לאחרת, לעתים קרובות אנרגיה כימית לחשמל. תא יבש ותא רטוב הם שני סוגי תאים שההבדל העיקרי שלהם הוא במצבם הפיזי; אלקטרוליטים בתא יבש הם מוצקים לחים ואילו אלקטרוליטים בתא רטוב הם נוזלים. עם זאת, לפני שמסתכלים עוד יותר על ההבדל בין תא יבש לתא רטוב, חשוב להבין את מבנה התא.

מאמר זה בוחן,

1. מהו מבנה התא 2. מהו תא יבש - מאפיינים, מאפיינים, דוגמאות 3. מהו תא רטוב - מאפיינים, מאפיינים, דוגמאות 4. מה ההבדל בין תא יבש לתא רטוב

מהו מבנה התא

תא מורכב מאלקטרודות ואלקטרוליטים. כתוצאה מהתגובות הכימיות בין האלקטרודות לאלקטרוליטים אלה נוצר פוטנציאל חשמלי בין האלקטרודות. פוטנציאל זה תלוי באופי האלקטרודות והאלקטרוליטים. שילוב של כמה תאים כאלה נקרא סוללה. ניתן לחבר את תאי הסוללה במקביל או בסדרה. מספר התאים, סוג התאים וסוג השילוב קובע את ההבדל הפוטנציאלי בין שני הקצוות של סוללה נתונה.

ניתן לחלק תאים לשתי קטגוריות עיקריות בהתבסס על תכונותיהם החשמליות:

תאים ראשוניים

התגובה הכימית שאחראית על ייצור האנרגיה היא בלתי הפיכה. לכן לא ניתן לטעון אותו מחדש ויש להיפטר ממנו לאחר השימוש. אלה מכילים אלקטרוליטים מוצקים הנספגים על חומר מוצק. לכן, תאים ראשוניים הם לרוב תאים יבשים.

תאים משניים

תגובות כימיות הפיכות מפעילות תאים משניים, ולכן ניתן להטעין אותן מחדש. ניתן לעשות זאת על ידי מקור כוח חיצוני.

תאים מובחנים גם כתאים יבשים ורטובים המבוססים על המצב הפיזי של האלקטרוליטים הקיימים בתא.

מהו תא יבש

סוללות התא היבש הן בצורת עיסה לחה. מידת הלחות מספיקה רק כדי שהזרם החשמלי יזרום. ניתן להשתמש בתא יבש בכל כיוון וניתן לטפל בו בקלות מכיוון שהכימיקלים שבתוכו לא ישפכו החוצה. הסוללה הנפוצה ביותר המכילה תאים יבשים היא סוללת אבץ-פחמן. הוא מורכב ממוט פחמן כקתודה עם מעטפת Zn חיצונית, שהיא האנודה. מוט הפחמן מכוסה ברסק של MnO₂ ו- C. האלקטרוליט NH₄Cl היא משחה לחה. סוללות אלקליין מיוצרות על ידי החלפת NH₄Cl מאת KOH.

סוללות יבשות אחרות הנפוצות ביותר הן סוללות ליתיום הנמצאות בדרך כלל בטלפונים ניידים, מחשבים ניידים, מצלמות דיגיטליות ולפעמים מכוניות. קתודות ליתיום קובלט עם אנודות פחמן יש בשפע.

תאים יבשים משמשים לתקופות אחסון ארוכות יותר מכיוון ששיעור הפריקה שלהם נמוך יותר. בדרך כלל מדובר בתאים ראשוניים. עם זאת, כמה תאים רטובים יכולים לפעול גם כתאים משניים.

יש להיפטר מסוללות תאים יבשים בצורה נכונה מכיוון שהן עלולות לגרום להשפעה מזיקה לסביבה ולאנשים.

איור 1: סוללת פחמן אבץ

מהו תא רטוב

תאים רטובים הם הנולדים הראשונים למשפחת התאים החשמליים. המונח 'רטוב' נובע מכך שהאלקטרוליטים של התא נמצאים כנוזלים. רוב הזמן, הנוזל מורכב מתמיסה של חומצה גופרית ומים. אלה נקראים גם סוללות חומצה מאווררות/מוצפות. דוגמאות נפוצות הן סוללות חומצה עופרת, הידועות כמצברים לרכב. האלקטרודות עשויות דו תחמוצת עופרת ועופרת מתכתית ואילו האלקטרוליט הוא חומצה גופרית. גיליונות מבודדים משמשים להפרדת האלקטרודות והאלקטרוליט.

תאים רטובים יכולים להיות ראשוניים או משניים. תא דניאל, תא לקלנצ'ה, תא גרוב, תא בונסן, תא חומצה כרום, תא קלארק ותא ווסטון ידועים כתאים ראשוניים. לא ניתן לטעון את אלה. מצבר הרכב הוא תא רטוב משני.

ישנם מספר חסרונות של תאים רטובים, החיסרון העיקרי הוא המצב הנוזלי של האלקטרוליטים, שעלולים לדלוף או להישפך אם הכיסוי החיצוני ניזוק ולגרום נזק אם אדם בא במגע עם כימיקלים קורוזיביים כאלה. יתר על כן, סוללות המורכבות מתאים רטובים הן כבדות, מה שמקשה על הטיפול בהן.

איור 2: תא גלווני Zn-Cu

ההבדל בין תא יבש לתא רטוב

מצב פיזי של אלקטרוליטים

תא יבש: אלקטרוליטים הם מוצקים לחים.

תא רטוב: אלקטרוליטים הם נוזלים.

דולף

תא יבש: אין דליפה של כימיקלים.

תא רטוב: קיימת נטייה לדליפת כימיקלים מאכלים.

גודל

תא יבש: תאים יבשים הם קטנים.

תא רטוב: תאים רטובים גדולים.

קלות הטיפול

תא יבש: תאים יבשים קלים לטיפול.

תא רטוב: קשה יחסית לטפל בתאים רטובים.

מחיר

תא יבש: תאים יבשים יקרים יחסית.

תא רטוב: תאים רטובים הם פחות יקרים מאשר תאים יבשים.

יִצוּר

תא יבש: קשה לייצר תאים יבשים יחסית.

תא רטוב: קל לייצר תאים רטובים.

טעינת יתר

תא יבש: תאים יבשים אינם יכולים לעמוד בפני טעינת יתר.

תא רטוב: לתאים רטובים יש יכולת לעמוד בפני טעינת יתר.

סיכום

תאים רטובים היו הראשונים שנוצרו ומורכבים מצנצנות זכוכית מלאות בתמיסות. פתרונות אלה הם מאכלים מכיוון שהם מכילים בעיקר חומצה גופרית. קיימת נטייה לדליפת הנוזל ולגרום נזק. עם זאת, לסוללות תאים יבשים יש אלקטרוליטים מוצקים שאינם נשפכים. לכן, תאים יבשים מבחינה בטיחותית הם בחירה טובה יותר. בשל גודל התאים הרטובים, ניתן להשתמש בהם רק בציוד גדול יותר, למשל מצברים לרכב, ואי אפשר להשתמש בהם במכשירים קטנים, כמו טלפונים ניידים. לתאים יבשים יש צפיפות אנרגיה גבוהה יותר בהשוואה לתאים רטובים. לכן, תאים יבשים, הניתנים לייצור בקנה מידה קטן יותר, משמשים במכשירים קטנים יחסית. עם זאת, תאים יבשים הרבה יותר קשים לייצור מאשר תאים רטובים. זהו ההבדל בין תא יבש לתא רטוב.

הפניה: 1. "תא חשמלי". המילון החופשי. Farlex, n.d. אינטרנט. 21 בפברואר 2017.2. "תא חשמלי". המילון החופשי. Farlex, n.d. אינטרנט. 21 בפברואר 2017.3. הופמן, סנדרה. "מהי סוללת תאים יבשים? תגלה!" מרכז סוללות UPS. נ.פ., 10 בדצמבר 2014. אינטרנט. 21 בפברואר 2017.4. "הגדרה תא רטוב." ילדי מדע מוזרים. קום. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. 21 בפברואר 2017.5. "סוללת תאים יבשים - ספר לימוד פתוח ללא גבולות." לְלֹא גְבוּל. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. 21 בפברואר 2017.6. סמית ', ברט. “סוללה סלולרית רטובה נגד. סוללת תאים יבשים. ” Sciencing.com. קבוצת ליף בע"מ, n.d. אינטרנט.

באדיבות התמונה: 1. "סוללת אבץ" מאת Mcy jerry (CC BY 2.5) באמצעות Commons Wikimedia2. "תא גלווני שכותרתו" מאת Hazmat2 - עבודה משלו (CC BY 3.0) באמצעות Commons Wikimedia