什么是达尼埃尔细胞？(the daniell cell?)
丹尼尔电池是一种铜锌电池，它在两种金属之间采用了一个多孔的屏障。它是由英国化学家John Frederic Daniell在1836年发明的。它曾经广泛用于欧洲的电报业，在19世纪末被更现代的电池设计所取代。今天，它主要是在课堂上用来展示电池的工作原理。
意大利科学家Alessandro Volta在1800年发明了电池。他的设计使用了一列交替排列的锌盘和铜盘，每块金属之间堆放着盐水饱和的纸板。这种伏尔塔桩被用于许多电学实验，但由于电池寿命不足一小时，没有真正的工业应用。丹尼尔修改了沃尔塔的设计，创造了一个具有更长寿命的电池，使其能够投入实际使用。
丹尼尔的电池和沃尔塔的电池背后的原理是相同的。一种叫做电解质的液体溶质--在沃尔塔的设计中，是金属板之间的盐水--开始将锌和铜溶解成带正电的离子。当离子离开金属时，自由电子留在后面。锌比铜溶解得更快，这意味着锌很快就含有更多的电子。如果用一根导线连接这两块金属，电子将通过导线从锌迁移到铜，产生电流。
如果锌和铜溶解在同一电解液中，就像在伏尔塔克堆中一样，有两个过程会缩短电池的寿命。如果它被储存而没有被拉电，那么电解液中的铜离子将被吸引到带负电的锌终端。然后这些离子将与锌中的电子耦合，中和其电荷。最终，没有更多的锌可用于溶解。这个过程被称为还原。
另一个扼杀电池的过程发生在拉电的时候。锌离子会将电解液中的氢气推向铜，氢气在铜的表面堆积，并最终阻止了电流的流动。这个过程被称为极化。Daniell电池是针对锌还原和极化这两个问题而设计的。它通过将锌和铜隔离在不同的电解质中，解决了这些问题。
为了制作Daniell电池，可以在一个无釉的陶器容器中注入硫酸，并将一块锌浸入其中。然后，该容器可以放在一个装满硫酸铜的铜罐内。陶器的屏障使锌和铜处于对立面；这使锌离子不会向铜发送氢气，防止极化。它还使铜离子远离锌，防止锌的还原。Daniell把他的电池称为恒定电池，因为它防止了极化。
阻隔层中的孔隙确实允许带正电的硫酸根离子从铜侧流向锌侧。当电路完成时，这就平衡了从锌到铜的电子流。丹尼尔电池所产生的电势量被命名为伏特。现代伏特的数值略有不同；丹尼尔电池产生的电压约为今天的1.1伏，其内部电阻约为2欧姆。
- 发表于 2022-02-09 19:28
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- 分类：科学
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