Sink-karbon-batteri

Et sink–karbon batteriet (ofte kalt brunstensbatteri) er en tørr celle batteri som gir et potensial på 1,5 volt mellom en sink elektrode og en karbon katode fra en elektrokjemisk reaksjon mellom sink og mangandioksid mediert av en egnet elektrolytt. Det er vanligvis praktisk pakket i en sink beholder som fungerer som anode med et negativt potensial, mens karbon-staven/mangandioxiden er den positive katoden. Generelt kan batteriet bruke en vannbasert pasta av ammoniumklorid som elektrolytt, eventuelt blandet med noe sinkklorid løsning.

Sink–karbon-batterier av ulike størrelser

Kjemiske reaksjoner

I en sink–karbon tørr celle er den ytre sink beholderen negativt ladet. Sink er  i ikke oksidert tilstand. Batteriet levererer strøm i henhold til følgende halv reaksjoner:

Anoden (merket -)

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2 e⁻ [E° = -0,7626 V]

Katoden (merket +)

2 MnO₂(s) + 2 e⁻ + 2 NH₄Cl - (aq) → Mn₂O₃(s) + 2 NH₃(aq) + H₂O(l) + 2 Cl⁻ [E° ≈ +0,5 V]

Andre side reaksjoner er mulig, men den samlede reaksjonen i en sink–karbon celle kan bli representert som:

Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄Cl - (aq) → Mn₂O₃(s) + Zn(NH₃)₂Cl₂ (aq) + H₂O(l)

Hvis sinkklorid erstattes med ammoniumklorid som den primære elektrolytten, vil anode reaksjonen forblir den samme, men katode reaksjonen blir:

MnO₂(s) + H₂O(l) + e⁻ → MnO(OH)(s) + OH⁻(aq)

og den samlede reaksjon:

4 Zn(s) + 8 MnO₂(s) + ZnCl₂(aq) + 9 H₂O(l) → 8 MnO(OH)(s) + Zn(OH)Cl - (aq) + 5 H₂O +4ZnO

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2 e⁻ [E° = -0,7626 V]