Gümüş oksit pil

Gümüş oksit pil ağırlık oranı açısından çok yüksek bir enerjiye sahip olan bir primer hücredir. Düğme hücreler olarak küçük boyutlarda (burada kullanılan gümüş miktarı azdır ve ürün maliyetine önemli katkıda bulunmaz) ya da gümüş oksit kimyasının üstün performansının maliyet unsurlarından daha fazla olduğu geniş özel tasarımlı pillerde mevcuttur. Bu daha büyük hücreler çoğunlukla askeri uygulamalar, örneğin MK-37 Torpido ya da alfa sınıfı denizaltılarda bulunur.

Gümüş oksit primer piller, Japonya'daki birincil pil satışlarının %20'sinden fazlasını oluşturuyor (Eylül 2012'de 232.000 olan 67.000'i). Genellikle gümüş-çinko pil olarak adlandırılan ilgili bir şarj edilebilir ikincil pil, gümüş oksit kimyasında bir çeşitlilik kullanır. Gümüş oksit pilin özelliklerinin çoğunu paylaşır ve buna ek olarak şimdiki bilinen tüm elektrokimyasal güç kaynaklarının en yüksek spesifik enerjilerinden birini sağlar. Uzmanlaşmış uygulamalarda uzun süredir kullanılmaya başlandı, örneğin dizüstü piller gibi artık daha popüler pazarlar için geliştirildi.

Tarihi

Bu teknoloji, lityum teknolojilerinden önce en yüksek enerji yoğunluğuna sahipti. Öncelikle uçaklar için geliştirilmiş olan bu sistemler uzun çalışma süreleri ve kısa devir yaşamlarının bir dezavantaj oluşturmadığı mürettebatlı uzay aracında kullanılmıştır. Şarj edilemeyen gümüş-çinko piller, ilk Sovyet Sputnik uydularının yanı sıra ABD Saturn fırlatma araçları, Apollo Ay modülü, ay rover ve yaşam desteği sırt çantasını destekledi. Kumanda modülünün birincil güç kaynakları servis modülündeki hidrojen / oksijenli yakıt hücreleri idi.

Herhangi bir konvansiyonel bataryadan daha fazla enerji yoğunluğu sağladılar, ancak zirve güç sınırlamaları, servis modülünün ayrılmasından sonra yeniden giriş sırasında da tek güç kaynağı haline gelen CM'de gümüş çinko pillerin takviye edilmesi gerekti. Yalnızca bu piller uçuş sırasında şarj edildi. Afet sonrası Apollo 13, servis modülüne yardımcı gümüş-çinko pili yakıt pillerine yedek olarak ekledi. Skylab uzay istasyonuna mürettebat feribotu olarak kullanılan Apollo servis modülleri, istasyondaki uzun konaklamalar yoluyla yakıt hücresi reaktantlarını depolayamayan hidrojen ve oksijen tankları gibi, gevşetme ve SM atma arasında üç gümüş çinko pil ile güçlendirildi.

Kimya

Bir gümüş oksit pili, pozitif elektrot (katot) olarak gümüş oksit, negatif elektrot (anot) olarak çinko, artı alkalin elektrolit, genellikle sodyum hidroksit (NaOH) veya potasyum hidroksit (KOH) kullanır. Gümüş Katot'ta Ag (I) 'den Ag'ya indirgenir ve çinko Zn'dan Zn'ye (II) yükseltilir. Pilin içindeki kimyasal reaksiyon şu şekildedir:

Balanced equation for the reaction occurring in a silver oxide battery.

Gümüş-çinko pil, tamamen boşaltılmış durumda üretilir ve karşı elektrot bileşimi bulunur; katot metalik gümüş olurken, anot çinko oksit ve saf çinko tozlarının bir karışımıdır. Kullanılan elektrolit potasyum hidroksit / su çözeltisidir.

Şarj işlemi sırasında gümüş önce gümüş (I) oksit:

2Ag (s) + 2OH^- → Ag2O + H2O + 2e^-

ve daha sonra gümüş (II) oksit:

Ag2O + 2OH → 2AgO + H2O + 2e^-

oksitlenir, çinko oksit metalik çinkoya indirgenir:

2Zn(OH) ₂ + 4e^- → 2Zn + 4OH^-

İşlem, hücre potansiyeli, elektrolitin ayrışmasının yaklaşık 1.55 Voltta mümkün olduğu bir seviyeye ulaşıncaya kadar devam eder. Bu, şarjın sona ermesi olarak alınır ve daha fazla yük depolanmaz ve üretilebilecek herhangi bir oksijen hücrenin mekanik ve yangın tehlikesine neden olur.