Bataryalar, galvanik (veya voltaik) hücrelerin çok önemli
bir uygulanma alanıdır. Elektrik, bir galvanik hücrenin çeşitli kısımlarında
gerçekleşen üç ayrı işlem sonunda iletilir.
Bir galvanik hücrenin şematik
görünümü
Yukarıdaki galvanik hücre için:
1. Birinci işlem elektronların hareketidir; elektronlar
çinko, çinko-bakır iletken bağlantı maddesi ve bakır metali yönünde hareket
ederek bakır elektrotuna doğru akım halindedirler.
2. İkinci işlem iki çözelti arasındaki iyon göçüdür;
katyonlar çinko elektrotundan bakıra, anyonlar da bakır elektrotundan çinkoya
doğru göç ederler. Bu işlemde, iki çözeltideki tüm iyonların katkısı vardır.
3. Üçüncü işlem iki elektrotun yüzeylerinde oluşan bir
yükseltgenme veya bir indirgenme reaksiyonudur.
Böylece hazırlanan ortamla, elektrotun elektron akımı ile
çözeltinin iyonik gücü arasında bağlantı kurularak bir akım elde edilmesi için
gerekli devre tamamlanır.
Tek hücreli bataryalar bir galvanik hücre ile, çok hücreli
bataryalar ise birkaç galvanik hücrenin seri olarak bağlanmasıyla hazırlanır.
Aşağıda bazı örnekler verilmiştir.
Kurşun
Bataryalar
Kurşun bataryalar şarj edilebilen depolardır. Bataryanın
şarj işleminde, deşarj olurken meydana gelen kimyasal reaksiyondaki deşarj
akımı ters yöne döner.
Leclanché
Kuru Hücre (Çinko/C)
Leclanché hücrelere kuru çinko/C hücre de denir; farklılık
sıvı çözelti yerine bir viskoz pasta kullanılmasıdır. Bu tür piller şarj
edilemez.
Negatif elektrot ve hücrenin dış tarafı çinkodur. Pozitif
elektrot, karbon ve mangan dioksit karışımıyla sarılmış bir karbon çubuktur.
Kuru
Alkali Hücre
Alkali kuru hücre, modifiy edilmiş Leclanché (Kuru Çinko/C
Hücre) hücresidir; bunlarda NH4Cl yerine NaOH veya KOH kullanılır.
Raf ömrü uzundur)
Nickel–Kadmiyum
Bataryası
Nikel/kadmiyum hücre, modifiye edilmiş Leclanché (Kuru
Zinko/C Hücre) hücresidir; bunlar şarj edilebilir özelliklerdedir. Pozitif elektrot
(katot) NiO(OH), negatif elektrot (anot) kadmiyum, elektrolit alkali KOH dir.
Gümüş-Çinko
Hücre: Düğme Batarya (Şekil-a)
Hava Bataryaları; Aluminyum Hava Bataryası
(Şekil-b)
(a) Bir gümüş-çinko, ve (b) bir aluminyum hava bataryası şematik diyagramları
Nikel-Metal-Hidrür
(NiMH) Hücre
NiMH bataryalar, şarj edilebilir Ni/Cd (nikel kadmiyum)
bataryalara benzer; farklılık, NiMH bataryada negatif elektrotta kadmiyum
yerine, hidrojen-absorblayan bir alaşım kullanılmasıdır. Bu tür hücrelerin
kapasitesi, Ni/Cd bataryanın 2-3 kat üstündedir.
Yakıt
Pili:
Bir yakıt pili hidrojen ve oksijeni birleştirerek elektrik,
ısı ve su meydana getirir. Yakıt pilleri bataryalar ile kıyaslanabilir. Her
ikisi de, kimyasal reaksiyonla meydana gelen enerjiyi kullanılabilir elektrik
gücüne dönüştürürler.
Örneğin, hidrojen-oksijen yakıt pili için şematk diyagram ve
reaksiyonlar aşağıda gösterilmiştir.
