Co to jest katoda powietrzna?

Katoda powietrzna zasadniczo prowadzi tlen do elektrolitu, w którym cząsteczki reagują z jonami anody, wytwarzając prąd elektryczny. Energia wytworzona w wyniku tej reakcji wydostaje się z katody powietrznej do dowolnego obiektu lub urządzenia wymagającego zasilania. Katoda pobiera tlen używany do zainicjowania reakcji z powietrza lub z roztworu wodnego. Producenci określają te źródła zasilania jako baterie powietrzne.

Anody akumulatorów powietrznych składają się z jednego z wielu metali, ale te najczęściej stosowane to aluminium, lit, magnez lub cynk. Elektrolit stosowany między anodą i katodą musi być substancją, która jest kompatybilna z anodą i skutecznie przewodzi jony. Materiałem katodowym najczęściej stosowanym w tego typu akumulatorach jest węgiel. Nazwy akumulatorów z katodą powietrzną zazwyczaj pochodzą od metalu, który zawiera stronę anodową akumulatora w połączeniu z samą katodą powietrzną. Na przykład baterie litowe lub litowo-powietrzne mają anodę litową, a baterie cynkowe lub Zn-powietrzne zawierają anody cynkowe; oba mają katodę powietrzną na bazie węgla.

Producenci projektują baterie katodowe Zn-air w różnych rozmiarach, a najmniejszy to często okrągły akumulator stosowany w aparatach słuchowych lub zegarkach. Większe wersje zwykle zasilają kamery lub inne urządzenia elektroniczne. Zalety tego rodzaju źródła zasilania obejmują wydłużony okres trwałości oraz dłuższą żywotność podczas rzeczywistego użytkowania. Elementy tych źródeł energii są również ogólnie bezpieczniejsze dla środowiska.

Różne typy katod stają się ujemne lub dodatnie, w zależności od konkretnych zastosowań. Katody ujemne zawierają ogniwa elektrolityczne, a katody dodatnie zawierają ogniwa galwaniczne. Katody powietrzne są na ogół dodatnie, chociaż pochłaniają tlen jako potencjalne źródło energii; emitują produkt uboczny reakcji chemicznej jako prąd elektryczny.

Osoby mogą z łatwością odtworzyć prostą katodę powietrzną, przekładając papier lub tkaninę nasyconą roztworem słonej wody wraz z warstwą pokruszonego węgla drzewnego między dwoma kawałkami folii aluminiowej. Koniec jednego drutu zwykle przymocowany jest do miniaturowej żarówki lub silnika, zaś drugi koniec do folii. Drugi drut również przymocowuje się do przedmiotu, podczas gdy drugi koniec styka się z kruszonym węglem. Naciśnięcie wszystkich warstw powoduje reakcję chemiczną, a urządzenie otrzymuje prąd. Dodanie nadtlenku wodoru do roztworu słonej wody zwykle zwiększa liczbę dostępnych cząsteczek tlenu i zapewnia większą moc.