{"id":34718,"date":"2026-03-02T10:11:26","date_gmt":"2026-03-02T04:41:26","guid":{"rendered":"http:\/\/microtexindia.com\/elektrokimia\/"},"modified":"2022-01-10T05:39:40","modified_gmt":"2022-01-10T00:09:40","slug":"elektrokimia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/elektrokimia\/","title":{"rendered":"Elektrokimia"},"content":{"rendered":"\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Definisi Elektrokimia<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Sumber kuasa atau bateri elektrokimia dikaji di bawah subjek antara disiplin Elektrokimia yang berurusan dengan tindak balas yang berlaku pada antara muka konduktor elektronik (bahan aktif) dan konduktor ionik (elektrolit), penghasilan tenaga elektrik daripada sel kimia (atau penukaran tenaga kimia menjadi tenaga elektrik) dan tindak balas terbaliknya di mana sel elektrolitik digunakan untuk transformasi kimia. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Sumber Kuasa Elektrokimia (Bateri)<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Proses penukaran tenaga dalam bateri adalah berdasarkan tindak balas pengoksidaan-penurunan (tindak balas redoks). Sel-sel dikelaskan kepada sel elektrolitik dan sel galvanik. Contoh untuk sel elektrolitik ialah sel yang digunakan untuk pengekstrakan logam seperti aluminium, magnesium dsb. dan bateri apabila dicas. Sel atau bateri galvanik mampu menghantar arus kepada kita berbanding dengan sel elektrolitik, di mana kita perlu menghantar arus untuk tindak balas berlaku.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Pengoksidaan hanya bermaksud penyingkiran elektron\/elektron (dari anod semasa tindak balas nyahcas) dan pengurangan ialah proses penambahan elektron ini kepada elektrod lain (katod) melalui litar luar, elektrolit pengalir ion menjadi medium pemindahan ion di dalam. sel itu. Semasa nyahcas sel, elektron berpindah dari anod (plat negatif) ke katod (plat positif) melalui litar luar dan ion mengalir di dalam sel untuk menukar tenaga kimia kepada tenaga elektrik.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Contoh biasa untuk anod ialah:<\/p>\n

Li \u2192 Li ++<\/sup> e –<\/sup> <\/p>\n

Pb \u2192 Pb 2+<\/sup> + 2e –<\/sup><\/p>\n

Zn \u2192 Zn 2+<\/sup> + 2e –<\/sup><\/p>\n<\/p>\n

Contoh katod ialah:<\/p>\n

PbO 2<\/sub> \u21c4 Pb 2+<\/sup> +2e –<\/sup> (Bateri asid plumbum)<\/p>\n

LiFePO 4<\/sub> (Bateri sulfat Li-besi)<\/p>\n

NiOOH + 2e –<\/sup> \u21c4 Ni(OH) 2<\/sub> (Bateri Ni-kadmium)<\/p>\n

Cl 2<\/sub> + 2e \u21c4 2Cl –<\/sup> (Bateri zink-klorin)<\/p>\n

Br 2<\/sub> + 2e \u21c4 2Br –<\/sup> (Bateri Zink-Bromin)<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Sel primer dan sekunder - elektrokimia<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Sel ialah unit bebas bagi sistem galvanik. Apabila lebih daripada satu sel disambungkan sama ada secara siri atau selari, susunan ini dipanggil bateri. Komponen penting sel ialah elektrod atau plat positif (katod), elektrod atau plat negatif (anod), elektrolit dan komponen tidak aktif lain seperti bekas, pemisah, bahagian kecil seperti bar bas, tiang tiang, tiang terminal, dsb.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Sel galvanik dikelaskan kepada sel primer dan sekunder (atau boleh dicas semula atau penyimpanan). Dalam sel primer,<\/u><\/strong> tindak balas tidak boleh diterbalikkan apabila pelepasan telah berakhir disebabkan oleh keletihan bahan aktif, manakala dalam sel sekunder<\/u><\/strong> bahan aktif boleh dibawa kembali ke status sebelumnya dengan menghantar arus ke dalam sel dalam arah bertentangan.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Contoh biasa bagi sel primer ialah sel yang digunakan dalam jam tangan, obor elektrik dan banyak kawalan seperti alat kawalan jauh TV dan alat kawalan jauh AC. Bateri asid plumbum di mana-<\/a> mana yang digunakan untuk memulakan kereta dan penyongsang rumah\/UPS dan sel Ni-Cd, Ni-MH<\/a> dan Li-ion<\/a> adalah contoh untuk bateri sekunder. Sel bahan api berbeza daripada bateri (utama) dalam erti kata bahawa juzuk reaktif disuap dari luar, berbanding dengan ketersediaan bateri yang sama di dalam bateri.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Potensi elektrod (separuh sel) dan voltan sel dan entiti bebas jisim sel galvanik:<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Potensi (voltan) elektrod ialah sifat elektrokimia asas dan nilainya tidak bergantung pada kuantiti bahan elektrod. Secara termodinamik ia adalah sifat intensif berbanding kapasiti (yang merupakan sifat luas) elektrod yang bergantung kepada jisim bahan aktif yang terkandung di dalamnya.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Voltan sel ialah gabungan dua potensi elektrod atau nilai voltan anod (elektrod negatif atau plat) dan katod (elektrod atau plat positif). Nilai potensi elektrod negatif sentiasa negatif (terletak di bawah sifar volt dalam siri EMF, Lihat buku teks atau buku panduan standard). Voltan sifar merujuk kepada potensi elektrod piawai elektrod hidrogen (SHE).<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Bahan elektrod negatif selalunya logam atau aloi, dengan beberapa pengecualian seperti karbon dan hidrogen, yang merupakan bahan aktif negatif dalam sel Ni-MH dan Ni-H2. Katod mempunyai potensi positif dan kebanyakannya adalah oksida, halida, sulfida dsb., kecuali oksigen yang bertindak sebagai bahan aktif katod dalam sel udara logam. Perlu ada elektrolit untuk mengalirkan ion di dalam sel.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Voltan adalah daya penggerak untuk arus. Ia adalah gabungan (perbezaan algebra) daripada dua nilai potensi positif dan negatif. Voltan boleh diibaratkan seperti ketinggian tangki air atau paras air dalam tangki dan arus dengan diameter paip yang keluar dari tangki. Semakin tinggi paras air dalam tangki, semakin cepat air akan keluar. Begitu juga, semakin tinggi diameter paip, semakin banyak isipadu air yang keluar.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Bagaimana untuk menentukan voltan sel? <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Voltan sel boleh ditentukan daripada dua nilai potensi elektrod atau ia boleh dikira dengan menggunakan persamaan Gibbs dan tenaga bebas pembentukan Standard Gibbs (\u0394 f<\/i><\/sub> G<\/i> \u02da). Tenaga bebas pembentukan Gibbs standard<\/strong> sebatian ialah perubahan tenaga bebas Gibbs yang mengiringi pembentukan 1 mol bahan dalam keadaan piawai daripada unsur konstituennya dalam keadaan piawainya (bentuk unsur yang paling stabil pada tekanan 1 bar dan suhu yang ditentukan, biasanya 298.15 K atau 25 \u00b0C).<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Tenaga bebas Gibbs (G)<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Dalam termodinamik, tenaga bebas Gibbs<\/a> ialah ukuran kerja yang boleh diekstrak daripada sistem dan dalam kes bateri, kerja dilakukan dengan membebaskan ion pada satu elektrod (anod) diikuti dengan pergerakan ke yang lain (katod). Perubahan tenaga terutamanya sama dengan kerja yang dilakukan, dan dalam kes sel galvanik, kerja elektrik dilakukan melalui gerakan ion disebabkan oleh interaksi kimia antara bahan tindak balas untuk menimbulkan produk. Oleh itu, tenaga diberikan dari segi \u0394 G<\/em> , perubahan dalam tenaga bebas Gibb<\/em> , yang mewakili jumlah maksimum tenaga kimia yang mungkin diperoleh semasa proses penukaran tenaga.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Setiap kali tindak balas berlaku, terdapat perubahan<\/strong> dalam tenaga bebas sistem:<\/p>\n

\u2206G<\/em> = – nFE\u00b0<\/p>\n

di mana F<\/em> = pemalar dikenali sebagai Faraday (96,485 C atau 26.8 Ah)<\/p>\n

n<\/em> = bilangan elektron yang terlibat dalam tindak balas stoikiometri<\/p>\n

E<\/em> \u00b0<\/sup> = potensi piawai, V.<\/p>\n

Nilai \u2206G boleh dikira daripada tiga nilai lain, n, F dan E.<\/p>\n

Voltan sel sel galvanik boleh dikira daripada ungkapan<\/p>\n

\u0394G\u00b0 = \u03a3\u0394G\u00b0 f produk<\/sub><\/em> – \u03a3\u0394G\u00b0 f reaktan<\/sub><\/em> <\/p>\n

Tenaga bebas molar piawai pembentukan boleh didapati daripada buku teks standard [Hans Bode, Lead-Acid Batteries, John Wiley, New York, 1977, p.366].<\/p>\n

PbO 2<\/sub> + Pb + 2H 2<\/sub> SO 4<\/sub> \u21c4 2PbSO 4<\/sub> + 2H 2<\/sub> O<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

\u0394G\u00b0 = \u03a3\u0394G\u00b0 f produk<\/sub><\/em> – \u03a3\u0394G\u00b0 f reaktan<\/sub><\/em> <\/p>\n

\u2206G\u00ba = [2( \u2212<\/em> 193 .<\/em> 89) + 2( \u2212<\/em> 56 .<\/em> 69)] \u2212<\/em> [( \u2212<\/em> 52 .<\/em> 34) + 0 – 2( \u2212<\/em> 177 .<\/em> 34)] <\/p>\n

= \u2212<\/em> 94 .<\/em> 14 kcal \/ tahi lalat<\/p>\n

= \u2212<\/em> 94 .<\/em> 14 kcal \/ tahi lalat \u00d7<\/em> 4 .<\/em> 184 kJ \/ mol<\/p>\n

= \u2212<\/em> 393 .<\/em> 88 kJ \/ mol<\/p>\n

E\u00ba<\/em> = \u2212<\/em> \u0394 G\u00ba\/nF<\/em> <\/p>\n

= \u2212<\/em> ( \u2212<\/em> 393 .<\/em> 88 \u00d7<\/em> 1000) \/<\/em> 2 \u00d7<\/em> 96485<\/p>\n

= 2 .<\/em> 04 V<\/p>\n

Peningkatan<\/strong> yang sepadan dalam tenaga bebas adalah sama dengan kerja elektrik yang dilakukan pada sistem. Oleh itu,<\/p>\n

\u2212\u0394G = nFE atau \u0394G = \u2212nFE dan \u0394G\u00ba = \u2212nFE\u00ba.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Voltan sel daripada potensi elektrod<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Gabungan dua potensi elektrod akan memberikan voltan sel:<\/p>\n

Sel<\/sub> E = E katod atau elektrod positif<\/sub> \u2013 E anod atau elektrod negatif<\/sub><\/p>\n

Atau sel<\/sub> E = E PP<\/sub> – E NP<\/sub><\/p>\n<\/p>\n

Menurut konvensyen Kesatuan Kimia Tulen dan Gunaan Antarabangsa (IUPAC) 1953 dan 1968, sel galvanik ditulis sedemikian rupa sehingga elektrod tangan kanan<\/em> (RHE) ialah elektrod positif di mana pengurangan<\/em> berlaku dan elektrod tangan kiri ialah elektrod<\/em> negatif, di mana pengoksidaan<\/em> berlaku dan elektron mengalir dari kiri ke kanan [<\/strong> McNicol BD; Rand, DAJ dalam McNicol BD; Rand, DAJ (ed.) Sumber Kuasa untuk Kenderaan Elektrik, Bab 4, Elsevier, Amsterdam, 1984<\/em> ]<\/strong> . RHE ialah katod dan LHE ialah anod<\/p>\n<\/p>\n

Sel<\/sub> E = E RHE<\/sub> \u2212 E LHE<\/sub> <\/p>\n

Nilai untuk potensi elektrod boleh didapati daripada Buku Teks dan Buku Panduan.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Voltan sel daripada potensi elektrod untuk sel asid plumbum<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Sel<\/sub> E = E katod atau elektrod positif<\/sub> \u2013 E anod atau elektrod negatif<\/sub><\/p>\n

LHE Pb\u00bdH 2<\/sub> SO 4<\/sub> \u00bdH 2<\/sub> SO4\u00bdPbO 2<\/sub> RHE<\/p>\n

RHE ialah katod E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = 1.69 V untuk Pb 4<\/sup> +<\/sup> + 2e \u21c4 Pb 2+<\/sup> dan<\/p>\n

Anod LHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = \u22120.358 V untuk Pb \u00ba<\/sup> \u2212 2e _ Pb 2+<\/sup><\/p>\n

Sel<\/sub> E = 1.69 \u2013 (-0.358) = 2.048 V.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Voltan sel daripada potensi elektrod untuk Sel Ni-Cd<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

RHE Cd|KOH|KOH|NiOOH LHE<\/p>\n

LHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = 0.49 untuk NiOOH +2e \u21c4Ni(OH)<\/p>\n

RHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = – 0.828 V untuk Cd \u21c4 Cd 2+<\/sup> +2e<\/p>\n

Sel<\/sub> E =0 .<\/em> 49 V \u2212<\/em> ( \u2212<\/em> 0 .<\/em> 828) = 1 .<\/em> 318 V<\/p>\n

E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> elektrod nikel di bawah keadaan standard ialah 0.49 V. E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> elektrod MH bergantung pada tekanan separa bahan pembentuk hidrida, mengikut <\/p>\n

2MH \u21c4 2M + H 2<\/sub> \u2191<\/p>\n

Tekanan separa hidrogen pilihan elektrod MH adalah dari susunan 0.01 bar, E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> berjulat secara amnya antara \u20130.930 dan \u20130.860 V. Jadi<\/p>\n

Sel<\/sub> E =0 .<\/em> 49 V \u2212<\/em> ( \u2212<\/em> 0 .<\/em> 89) = 1 .<\/em> 3 V.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Voltan sel daripada potensi elektrod untuk sel Li-ion Kimia LCO<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

RHE C | LiPF 6<\/sub> dalam DMC +DEC +PC | LiCoO 2<\/sub> LHE<\/p>\n

RHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = 0.1 V (vs logam Li) untuk LiC 6<\/sub> \u21c4 xLi +<\/sup> + xe + C 6<\/sub><\/p>\n

LHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = 3.8 V (vs logam Li) untuk Li 1-x<\/sub> CoO 2<\/sub> + xe Nyahcas \u2192<\/sup><\/em> LiCoO 2<\/sub><\/p>\n

Jumlah tindak balas ialah C 6<\/sub> +LiCoO 2<\/sub> \u21c4Li x<\/sub> C 6<\/sub> + Li 1-x<\/sub> CoO 2<\/sub> <\/p>\n

Sel<\/sub> E = 3.8 \u2013 (0.1) = 3.7 V.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Voltan sel daripada potensi elektrod untuk sel Li-ion bagi kimia LiFePO4<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

RHE C | LiPF 6<\/sub> atau LiODFB dalam (EC+EMC+DEC) | LiFePO 4<\/sub> LHE<\/p>\n

RHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = 0.1 V (vs logam Li) untuk LiC 6<\/sub> \u21c4 xLi +<\/sup> + xe + C 6<\/sub><\/p>\n

LHE E<\/em> \u00b0<\/em> Rev<\/sub><\/em> = 3.5 V (vs logam Li) untuk FePO 4<\/sub> + xe + xLi +<\/sup> = Nyahcas \u2192<\/sup><\/em> xLiFePO 4<\/sub> + (1-x) FePO 4<\/sub><\/p>\n

LIODFB = Litium difluoro(oksalato)borat<\/p>\n

Jumlah tindak balas LiFePO 4<\/sub> + 6C \u2192LiC 6<\/sub> + FePO 4<\/sub><\/p>\n

Sel<\/sub> E = 3.3 \u2013 (0.1) = 3.2 V<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kuantiti sel galvanik yang bergantung kepada jisim: Arus, kuasa dan tenaga<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Kuasa diberikan dalam unit watt dan faktor masa tidak terlibat dalam kuasa.<\/p>\n

P = W = V*A<\/p>\n

Tenaga merujuk kepada kuasa yang dibelanjakan dalam tempoh masa dan oleh itu unit melibatkan jam.<\/p>\n

Tenaga 1 W.Second = 1 Joule<\/p>\n

Tenaga = Wh = W*h = V*A*h = 3600 joule.<\/p>\n

1 kWj = 1000 Wh.<\/p>\n

Kapasiti ialah kuantiti elektrik (Ah) yang boleh dihantar oleh bateri.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Jika mana-mana dua terma dalam Wh atau kWj diberikan, satu lagi boleh dikira (Wh = VAh).<\/p>\n

850 Wh daripada bateri 12 V boleh menghantar 850 Wh\/12 V = 71 Ah. Tempoh 71 Ah ini boleh diambil bergantung bukan sahaja pada arus, tetapi juga pada jenis kimia. Sebagai contoh, bateri Li-ion, boleh menghantar 70 A selama 1 jam. Tetapi bateri asid plumbum, sebaliknya, boleh bertahan sehingga 1 jam jika arus nyahcas ialah 35 A. Tetapi, bateri VRLA boleh menghantar 70A hanya selama kurang daripada 40 minit.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Watt yang dihantar oleh sel Li-ion pada 70 A = 70 A*3.6 V= 252 W.<\/p>\n

Tetapi watt yang dihantar oleh sel asid plumbum pada 70 A = 70 A* 1.9 V= 133 W.<\/p>\n

Seseorang dapat melihat bahawa sel Li-ion boleh menyampaikan lebih banyak watt pada asas setiap sel untuk arus yang sama.<\/p>\n<\/p>\n

Begitu juga tenaga yang dihantar oleh sel Li-ion pada 70 A = 70 A*3.6 V *1h= 252 Wh.<\/p>\n

Tetapi tenaga yang dihantar oleh sel asid plumbum VR pada 70 A = 70 A* 1.9 V * 0.66 h= 88 Wh.<\/p>\n

Kita dapat melihat bahawa sel Li-ion boleh menyampaikan lebih banyak tenaga pada asas setiap sel untuk arus yang sama<\/p><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus<\/strong> ialah Ah per unit berat (Ah\/kg atau mAh\/g).<\/p>\n

Tenaga khusus<\/strong> ialah Wh per unit berat (Wh\/kg).<\/p>\n

Ketumpatan tenaga<\/strong> ialah Wh per unit isipadu (Wh\/liter).<\/p>\n

<\/em><\/strong><\/p>\n

Nota:<\/em><\/strong><\/p>\n

Istilah ketumpatan tenaga gravimetrik<\/u> telah digantikan dengan tenaga khusus<\/u> dan ketumpatan tenaga isipadu oleh ketumpatan tenaga<\/u><\/em><\/strong><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Elektrokimia - Kapasiti Spesifik Teori dan Tenaga Spesifik Teori bagi bahan aktif elektrod<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Unit elektrik ialah coulomb, iaitu 1 ampere saat (As). Pemalar Faraday (F)<\/strong> merujuk kepada jumlah cas yang dibawa oleh 1 mol elektron. Memandangkan 1 elektron mempunyai cas 1.602 x 10 –<\/sup> 19<\/sup> coulomb (C), satu mol elektron sepatutnya mempunyai cas 96485 C\/mol.<\/p>\n

1 F = 1(6.02214 *10 23<\/sup> ) * (1.60218*10 -19<\/sup> C) = 96485 C (iaitu 96485 C\/mol).<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

6.02214 *10 23<\/sup> ialah nombor Avogadro (pemalar Avogadro),<\/strong> yang ditakrifkan sebagai bilangan atom, mol atau ion dalam satu mol bahan itu. Ia berguna dalam mengaitkan jisim bahan dengan bilangan zarah dalam bahan itu. Oleh itu, 0.2 mol sebarang bahan akan mengandungi 0.2 *nombor zarah Avogadro. Caj pada elektron berdasarkan eksperimen moden ialah 1.60217653 x 10 -19<\/sup> coulomb setiap elektron. Jika anda membahagikan cas pada mol elektron dengan cas pada satu elektron anda memperoleh nilai nombor Avogadro sebanyak 6.02214154 x 10 23<\/sup> zarah setiap mol [ https:\/\/www.scientificamerican.com\/article\/how-was-avogadros -nombor\/<\/a> ].<\/p>\n<\/p>\n

1 F 96485 C\/mol = 96485 As\/60*60 s = 26.8014 Ah\/mol<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus dan tenaga khusus untuk sel asid plumbum <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Berat molekul atau berat atom dalam gram dibahagikan dengan bilangan elektron yang mengambil bahagian dalam tindak balas memberikan setara gram<\/em> bahan masing-masing. Satu gram bersamaan akan menyampaikan 96,485 coulomb (kebanyakan pengarang membulatkannya kepada 96,500 C) yang bersamaan dengan 26.8014 Ah.<\/p>\n

207.2 g logam plumbum boleh disamakan dengan elektrik 2F = 2 \u00d7<\/em> 26 .<\/em> 8014 Ah = 53.603 Ah. (Tindak balas: Pb \u2192Pb 2+<\/sup> + 2e –<\/sup> ).<\/p>\n

Oleh itu jumlah bahan aktif negatif (NAM) dalam sel asid plumbum yang diperlukan untuk 1 Ah (yang dikenali sebagai ketumpatan kapasiti<\/em><\/strong> )<\/strong> = 207.2 \/<\/em> 53 .<\/em> 603 = 3.866 g \/Ah [ Bode, Hans, Bateri Asid Plumbum, John Wiley, New York, 1977, p.292<\/em> .].<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Timbal balik ketumpatan kapasiti dipanggil<\/strong> kapasiti khusus<\/em><\/strong> <\/em><\/strong><\/p>\n

Kapasiti khusus<\/em><\/strong> = nF \/ Berat molekul atau berat atom. (n= Bilangan elektron yang mengambil bahagian dalam tindak balas).<\/em><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus bahan aktif negatif <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Kapasiti spesifik bahan aktif negatif<\/strong> (NAM), Pb = 56.3\/207.2 = 0.259 mAh \/g = 259 Ah\/kg. Nilai ini didarab dengan potensi keseimbangan sel ialah tenaga Spesifik<\/u><\/strong> Teori<\/strong> . Tenaga Spesifik Teori bagi plumbum NAM<\/strong> = 259*2.04 V = 528.36 Wj\/kg<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus bahan aktif positif (PAM)<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Begitu juga, jumlah bahan aktif positif dalam sel asid plumbum yang diperlukan untuk 1 Ah (yang dikenali sebagai ketumpatan kapasiti<\/em><\/strong> )<\/strong> = 239.2 \/<\/em> 53 .<\/em> 603 = 4.46 g \/Ah.<\/p>\n

Kapasiti spesifik bahan aktif positif (PAM), PbO 2<\/sub> = 56.3\/239 = 0.224 mAh \/g = 224 Ah\/kg. Tenaga Spesifik Teori PAM<\/strong> plumbum dioksida = 224*2.04 V = 456.96 Wj\/kg.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Sel Litium Ion<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus dan tenaga khusus untuk anod karbon sel Li-ion<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus<\/strong> LiC 6<\/sub> = xF\/n*Berat Molekul<\/p>\n

= 1 * 26.8\/ 1*72 mAh\/g (Secara Stoikiometri 72 g C diperlukan untuk 1<\/p>\n

mol simpanan Li untuk membentuk LiC 6.<\/sub> Oleh kerana Li boleh didapati daripada katod LCO, jisimnya tidak diambil kira jumlah jisim anod. Hanya karbon diambil kira. X = 1; 100 % interkalasi Li +<\/sup> )<\/p>\n

= 0.372 Ah\/g<\/p>\n

= 372 mAh\/g = 372 Ah\/kg<\/strong><\/p>\n

Tenaga khusus<\/strong> LiC 6<\/sub> = 372*3.7 V<\/p>\n

= 1376 Wj\/kg<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus dan tenaga khusus untuk LiCoO2 (LCO)<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus LiCoO 2<\/sub><\/p>\n

= 0.5 Li +<\/sup> + 0.5 e + Li 0.5<\/sub> CoO 2<\/sub> (x= 0.5, 50 % interkalasi Li +<\/sup> )<\/p>\n

= xF\/n*Mol Wt<\/p>\n

=0.5*26.8\/ 1 * 98 Li= 6.94 Co = 58.93 2 O= 32<\/p>\n

<\/sub> = 13.4 \/ 98 Ah\/g = 0.1368 Ah\/kg<\/p>\n

= 137 mAh\/g = 137 Ah\/kg.<\/strong><\/p>\n

Tenaga khusus LiCoO 2<\/sub> = 137*3.7 V = 507 Wh\/kg<\/strong> (x= 0.5, 50 % interkalasi Li +<\/sup> )<\/p>\n

Jika nilai x diambil sebagai 1<\/strong> , kapasiti khusus akan digandakan, 137*2= 274 mAh\/g = 274 Ah\/kg<\/strong><\/p>\n

Tenaga khusus<\/strong> LiCoO<\/strong> 2<\/sub><\/u><\/strong> <\/strong>= 274 *3.7 V (x= 1. Interkalasi penuh (100 %) Li +<\/sup> )<\/p>\n

= 1013 Wj\/kg<\/strong> <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus dan tenaga khusus untuk LiFePO4 <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Kapasiti khusus LiFePO 4<\/sub> <\/p>\n

= xF\/n*Mol Wt<\/p>\n

= 26.8\/157.75 = 169.9 mAh\/g = 170 mAh\/g = 170 Ah\/kg<\/strong><\/p>\n

Tenaga khusus LiFePO 4<\/sub> = 170*3.2 V = 544 Wj\/kg<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Elektrokimia - Tenaga Spesifik Teori bagi sel <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Tenaga spesifik maksimum yang boleh diperolehi daripada sumber kuasa elektrokimia diberikan oleh:<\/p>\n

Tenaga Spesifik Teori = 26 .<\/em> 8015 \u00d7<\/em> ( nE\/<\/u><\/em> \u03a3moles<\/em> ) Wh\/kg di mana n<\/em> dan E<\/em> mempunyai tatatanda biasa; n<\/em> , bilangan elektron yang mengambil bahagian dalam tindak balas dan E<\/em> , voltan sel.<\/p>\n

Nota<\/p>\n

    \n
  1. S mol<\/sub> merujuk kepada penjumlahan semua bahan tindak balas dan seseorang tidak perlu risau tentang produk<\/li>\n
  2. Oleh kerana unit diberikan dalam Wh \/ kg (juga ditulis sebagai Wh kg -1<\/sup> ), jumlah berat akan diberikan dalam unit kg.<\/li>\n<\/ol>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t

    Sel asid plumbum tenaga khusus<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

    Contoh biasa akan diambil untuk pengiraan tenaga khusus teori.<\/p>\n

    Mula-mula kita perlu menulis tindak balas dan mengira nilai molar bahan tindak balas. Kita tidak perlu risau tentang produk. Untuk bateri asid plumbum, tindak balasnya ialah:<\/p>\n

    PbO 2<\/sub> + Pb + 2H 2<\/sub> SO 4<\/sub> \u21c4 2PbSO 4<\/sub> + 2H 2<\/sub> O E\u00ba = 2.04 V.<\/p>\n

    \u03a3mol<\/sub> = 239 +207+ 2*98 dalam g<\/p>\n

    <\/em>= 0.642 kg<\/p>\n

    Tenaga Spesifik Teori <\/em>= 26 .<\/em> 8 \u00d7 ( nE\/<\/u> \u03a3mol)<\/em> Wh\/kg <\/p>\n

    = 26.8*(2*2.04\/0.642) Wj\/kg<\/p>\n

    = 26.8015*(6.3551) Wj\/kg<\/p>\n

    = 170.3 Wj\/kg.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

    Menurut Tobias Placke [ J Solid State Electrochem (2017) 21:1939<\/em> \u2013<\/em> 1964<\/em> ], tenaga khusus juga boleh dikira seperti yang diberikan di bawah untuk sel asid plumbum:<\/p>\n

    Tenaga spesifik sel = <\/p>\n

    \"Specific <\/p>\n

    =1[1\/(224*2.04) + 1\/(259*2.04) + 1\/(273*2.04)]<\/p>\n

    = 1[(1\/457) + (1\/528) + (1\/557)]<\/p>\n

    = 1\/(0.002188 + 0.001893 + 0.001796)<\/p>\n

    = 1\/0.005877<\/p>\n

    = 170 Wj\/kg<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t

    Tenaga khusus sel Ni-Cd<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

    2NiOOH + Cd \u21c4 2Ni(OH) 2<\/sub> + Cd(OH) 2<\/sub> E\u00ba = 1.33 V<\/p>\n

    Tenaga Spesifik Teori <\/em>= 26 .<\/em> 8 \u00d7 ( nE\/<\/u> \u03a3mol)<\/em> Wh\/kg <\/p>\n

    = 26.8*(2*1.33\/0.296) Wj\/kg<\/p>\n

    = 26.8015*(8.9865) Wj\/kg<\/p>\n

    = 240.8 Wj\/kg<\/strong><\/p>\n

    Elektrolit KOH berair dalam sel beralkali ini tidak mengambil bahagian dalam tindak balas sel dan<\/p>\n

    maka tidak diambil kira semasa mengira nilai tenaga tertentu. Tetapi, beberapa penulis<\/p>\n

    ingin memasukkan berat air dalam pengiraan.<\/p>\n

    Kemudian angka untuk tenaga tentu akan turun kepada 214.8 Wh\/kg jika mol<\/sub> \u03a3 digantikan dengan<\/p>\n

    0.332. Hasilnya ialah 214<\/strong> .<\/strong> 8<\/strong> Wj\/ kg<\/strong> .<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t

    Tenaga khusus sel LiFePO4<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

    (x=1. 100 % interkalasi)<\/p>\n

    = 26 .<\/em> 8015 \u00d7 ( nE\/<\/u> \u03a3mol)<\/em> Wj\/kg <\/p>\n

    = 26.8 [(1*3.2)\/(72+157.75) LiFePO4 + 6C + sifar Li<\/p>\n

    = 26.8[(1*3.2)\/(229.75)] = 26.8*0.013928<\/p>\n

    = 0.37329 Wj\/g<\/p>\n

    = 373 Wj\/kg<\/strong><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t

    Tenaga khusus sel LCO <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

    (x=1; interkalasi 100%)<\/p>\n

    = 26 .<\/em> 8015 \u00d7<\/em> Wj\/kg 169.87<\/p>\n

    = 26.8 [(1*3.7)\/(72+97.87)] LiCoO 2<\/sub> + 6C + sifar Li<\/p>\n

    = 26.8 *[(3.7)\/(169.87)] <\/p>\n

    = 26.8 *0.02178<\/p>\n

    = 0.58377 Wj\/g<\/p>\n

    = 584 Wj\/kg<\/strong><\/p>\n

    Jika x = 0.5<\/strong> (50 % interkalasi ion Li), kita perlu menggantikan 26.8 dengan separuh daripada nilai ini, iaitu, 13.4. Hasilnya ialah 584\/2 = 292 Wh\/kg<\/strong> .<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t

    Tenaga Spesifik Praktikal (Sebenar) sel\/bateri <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

    https:\/\/pushevs.com\/2015\/11\/04\/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n\/<\/a> <\/p>\n

    Masa nyata Tenaga khusus bateri = (Min voltan * Ah) \/ (Jisim bateri)<\/p>\n

    = (3.7 V*50 Ah 1<\/sub> ) \/ 1.7 kg (sel tunggal Yuasa LEV50)<\/p>\n

    = 185 \/1.7<\/p>\n

    = 108.8 Wj\/kg<\/strong><\/p>\n

    = (14.8*50)\/ 7.5 (Bateri Yuasa LEV50-4)<\/p>\n

    = 98.7 Wj\/kg<\/strong><\/p>\n

    Ketumpatan tenaga masa nyata bateri = Wh\/Volume = 17.1*4.4*11.5 = 865 cc<\/p>\n

    = 185\/0.865 = 214 Wj \/ liter<\/strong><\/p>\n

    = Wj\/Volume = 17.5*19.4*11.6 = 3938 cc = 3.94 liter<\/p>\n

    = 14.8*50 \/ 3.94 = 187 Wj \/ liter<\/strong><\/p>\n

    Terdapat kira-kira 10% pengurangan dalam tenaga khusus apabila penukaran berlaku daripada sel kepada bateri (kWj Rendah) dan kira-kira 13% pengurangan dalam ketumpatan tenaga apabila penukaran berlaku daripada sel kepada bateri (kWj Rendah)<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Definisi Elektrokimia Sumber kuasa atau bateri elektrokimia dikaji di bawah subjek antara disiplin Elektrokimia yang berurusan dengan tindak balas yang berlaku pada antara muka konduktor elektronik (bahan aktif) dan konduktor ionik (elektrolit), penghasilan tenaga elektrik daripada sel kimia (atau penukaran tenaga kimia menjadi tenaga elektrik) dan tindak balas terbaliknya di mana sel elektrolitik digunakan untuk […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":25219,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[378],"tags":[],"class_list":["post-34718","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-kimia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/34718","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=34718"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/34718\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/media\/25219"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=34718"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=34718"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/microtexindia.com\/ms\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=34718"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}