البطاريات وخلايا الوقود – الخلايا البسيطة وخلايا الوقود والخلايا القابلة لإعادة الشحن

ماذا تعرض

تحوّل الخلية طاقة تفاعل الأكسدة والاختزال إلى طاقة كهربائية. في الخلية البسيطة يكون الفلز الأنشط هو القطب السالب، وكلما تباعد الفلزان في سلسلة النشاط الكيميائي ازداد الجهد، وعند توصيل الخلايا على التوالي تُجمع جهودها. تُزوَّد خلية الوقود بالوقود والأكسجين باستمرار، فلا تحتاج إلى إعادة شحن أبدًا، ويمكنها أن تحوّل جزءًا من طاقة الوقود إلى كهرباء أكبر مما يحوّله محرك يحرق الوقود. أما في الخلية القابلة لإعادة الشحن فيمكن عكس تفاعل التفريغ بالتحليل الكهربائي، وهذا غير ممكن في الخلية القلوية.

طريقة الاستخدام

في شاشة «الخلايا البسيطة» اختر «الفلز A» و«الفلز B»، ثم زد «الخلايا على التوالي» حتى يضيء LED، واضغط «سجّل» لملء الجدول، وفعّل «اعكس خلية واحدة» لترى ما يحدث. في «خلايا الوقود» غيّر «خلية الوقود» و«كثافة التيار» وراقب أعمدة الجهد والكفاءة. في «قابلة لإعادة الشحن» اضغط «تفريغ» ثم «شحن» وقارن الطاقة الخارجة بالداخلة. واستخدم «مقارنة» للتقييم.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة الخلايا البسيطة, خلايا الوقود, الخلايا القابلة لإعادة الشحن, مقارنة
• الفلز A Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag
• الفلز B Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag
• الخلايا على التوالي 1–6
• نوع خلية الوقود هيدروجين–أكسجين، إلكتروليت حمضي, هيدروجين–أكسجين، إلكتروليت قلوي, ميثانول مباشر
• كثافة التيار 0–1 A/cm²
• نوع الخلية رصاص حمضية, أيون الليثيوم, قلوية (غير قابلة لإعادة الشحن)
• تيار الشحن / التفريغ 0.1–1 C

أسئلة للاستكشاف

1. أي زوج من الفلزات يعطي أكبر جهد، وكيف يمكنك التنبؤ به من سلسلة النشاط الكيميائي؟
2. لماذا تعطي خلية وقود الهيدروجين أقل من 1.23 V عند سحب تيار كبير منها؟
3. لماذا يمكن إعادة شحن خلية الرصاص الحمضية ولا يمكن ذلك في الخلية القلوية؟