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丹尼尔细胞操作

1836
  • John Frederic Daniell
电化学实验室装置中带有铜和锌电极的丹尼尔电池。

(图片仅供参考)

丹尼尔电池是对伏打电堆的改进,它由浸在硫酸铜(II)溶液中的铜电极和浸在硫酸锌溶液中的锌电极组成,中间由多孔屏障隔开。这种双流体设计可防止氢气在铜电极上积聚(极化),从而产生更稳定、更可靠的电压源,并能持续更长时间。

丹尼尔电池巧妙地解决了伏打桩的主要问题:极化。在伏打电堆中,氢气在铜阴极上形成气泡,使其绝缘并停止电流。丹尼尔电池的设计从物理上分离了两个半反应。它通常由一个浸在硫酸锌溶液中的中央锌阳极组成,而硫酸锌溶液则装在一个未上釉的陶罐中。然后将这个多孔陶罐放入一个铜罐中,铜罐是电池的阴极,里面装满了硫酸铜溶液。

多孔隔膜允许离子通过,以保持电荷中性,但阻止溶液自由混合。在阳极,锌被氧化:[latex]Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-[/latex]。在阴极,不是氢离子被还原,而是硫酸铜溶液中的铜离子被还原并镀到铜电极上:[latex]Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu[/latex]。

由于阴极不产生气体,极化问题得以避免。这使得丹尼尔电池能够产生非常稳定且恒定的约1.1伏电压,使其成为第一种真正实用的电池。其可靠性对于19世纪新兴的电气工业至关重要,尤其是电报行业,因为电报需要稳定的电源来进行远距离通信。

UNESCO Nomenclature: 2203
- 电化学

类型

物理设备

中断

重大的

用法

过时

前体

  • 亚利桑德罗-伏打的伏打桩,突出了极化问题
  • 迈克尔-法拉第的电解定律将电化学反应量化
  • 加深对离子溶液和盐的理解
  • 开发用作隔膜的多孔陶瓷

应用程序

  • 早期电报网络的电源
  • 为门铃和早期电话系统供电
  • 用作校准的实验室电压标准
  • 电铸和电镀行业

专利:

NA

潜在创新理念

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相关内容丹尼尔电池、电解池、电化学、极化、多孔隔板、硫酸铜、硫酸锌、电压标准。

历史背景

丹尼尔细胞操作

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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