使用済みの乾電池を冷蔵庫に入れたことがある人は、数日後に再び動作し始めることに気づいたでしょう。でも待ってください！充電されたからといって、動作しなくなったらまた冷蔵庫に入れておけば大丈夫、という結論を急ぐ必要はありません。
何が起こるかを理解するには、まずルクランシェ乾電池としても知られる酸性乾電池の動作原理を分析する必要があります。以下の図を見てください。
乾電池の内部には金属亜鉛シリンダーがあり、酸化すると電池のアノード (陰極) とみなされ、電子が陰極 (陽極) に移動します。カソードは中心電極で、二酸化マンガンで覆われたグラファイト、粉末カーボン、および塩化アンモニウムと塩化亜鉛のペースト状混合物で構成されています。
カソードのこの部分は、現時点で私たちが興味を持っている部分です。したがって、カソードで起こる反応は、亜鉛から電子を受け取ったマンガンの還元です。セルの全体的な反応は、次の 2 つの半反応によって与えられます。
アノード半反応: Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-
カソード半反応: 2 MnO2(aq)+2 NH41+ (aq) + 2e- →1Mn2O3(s)+ 2NH3(g) + 1 H2O(l)
全体的なスタック反応: Zn(s)+2MnO2(aq)+2NH4 1+(aq) → Zn2+ (aq) + 1 Mn2O3(s)+2NH3(g)
上記の反応でわかるように、形成された生成物の 1 つはアンモニア (NH3) で、これがグラファイト棒に堆積し、亜鉛からマンガンへの電子の通過が困難になり、電圧が低下してバッテリーが動作しなくなります。より早く。
しかし、これまで見てきたように、電子が亜鉛から陰極に移動し、二酸化マンガンが三酸化マンガンに変化するときに電池が機能します。この不可逆的な反応が完全に起こり、二酸化物が三酸化物に完全に変換されると、バッテリーは機能しなくなります。どれだけ冷蔵庫に保管していても。