Czy cynk miedzi może zastąpić cynk srebra?

9

Akumulatory srebrno-cynkowe są obecnie w wiadomościach (wiadomości pop-science), ponieważ są badane pod kątem konkurowania z akumulatorami litowo-jonowymi. Ale cena jest wysoka, ponieważ srebro jest drogie. Więc pomyślałem o miedzi.

Wystarczy zacytować wartości podane przez wikipedia:

Miedź ma elektroujemność 1,9 i rezystywność 16,78 nΩm.

Srebro ma elektroujemność 1,93 i rezystywność 15,87 nΩm.

Wydają się bardzo podobne. Czy chemia miedziowo-cynkowa nie może zastąpić chemii srebrno-cynkowej? Czy nie miałoby to podobnej wydajności w akumulatorze (pierwotnym lub ładowalnym)?

W końcu zauważę, że miedź-cynk jest jedną z najstarszych chemii akumulatorów, jaką kiedykolwiek zbudowano, jeszcze w 1800 roku przez Alessandro Volta. Podejrzewam więc, że jest w tym coś nienajlepszego (w przeciwnym razie srebrny cynk nie byłby potrzebny). Po prostu nie wiem co to może być.

batteries battery-chemistry DrZ214
źródło
1
Trochę się na najstarszej baterii przez około 2000 lat ... corrosion-doctors.org/Batteries/Baghdad-Battery.htm Za żelazo-miedź btw
Trevor_G
2
@ Trevor Dobra, będę edytować.
DrZ214,
1
Jednak ich potencjały elektryczne (które jest kryterium, na które należy się troszczyć) są dość różne, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę wszystkie ich formy.
Ignacio Vazquez-Abrams
Inną alternatywą byłoby posrebrzenie miedzianej katody zamiast użycia litego srebra.
Nicalandia,

Odpowiedzi:

3

Podczas procesu ładowania srebro najpierw utlenia się do tlenku srebra (I): 2Ag (s) + 2OH− → Ag2O + H2O + 2e−, a następnie do tlenku srebra (Ag): Ag2O + 2OH− → 2AgO + H2O + 2e− , podczas gdy tlenek cynku jest redukowany do metalicznego cynku: 2Zn (OH) 2 + 4e− = 2Zn + 4OH−.

AgO i Ag2O są silniejszym utleniaczem niż Cu2O i CuO, dzięki czemu mogą osiągnąć wyższe napięcie z ogniwa. Musisz spojrzeć na Standardowy potencjał elektrody: https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_(data_page) Możesz zbudować tlenek miedzi - bateria cynkowa, ale ma ona tylko około 0,8 V na ogniwo (ale ma dużą moc prądową ).

Szymon
źródło
Dzięki za ten link. Przywołuje interesujący punkt. Często słyszałem srebrne baterie zwane „tlenkiem srebra” lub „srebrno-cynkowym”. Myślę, że tlenki muszą odgrywać rolę w obu z nich, ale nasuwa się pytanie, gdzie jest cynk. Mam wrażenie, że to tylko katalizator. Badałem również tlenek złota, aby wypróbować pierwsze 3 pierwiastki w kolumnie: miedź, srebro, złoto. Wygląda jednak na to, że złoto ma ten sam potencjał elektrod co srebro, może nawet trochę gorzej, i oczywiście jest znacznie cięższe i droższe niż srebro.
DrZ214,
Metal cynkowy jest anodą, a AgO jest katodą. Zobacz artykuł w Wikipedii na temat srebrnych baterii cynkowych. Ogniwo Daniella z cynkiem i miedzią nie ma związku ze srebrnym ogniwem cynkowym.
Ed V
1

Myślę, że ma to coś wspólnego z krzywą rozładowania. Na Wikipedii stwierdzono, że baterie tlenku rtęci mają płaską krzywą rozładowania, a baterie tlenku srebra mają jeszcze bardziej płaską. Według innego źródła baterie tlenku miedzi nie mają zawsze mają płaską krzywą rozładowania. Napięcie czasami spada podczas rozładowywania, co czyni te akumulatory mniej praktycznymi. Uważam, że to jest powód, dla którego akumulatory tlenkowo-miedziowe nie są produkowane masowo, mimo że mają dużą pojemność.

wycior
źródło