Como as baterias alcalinas geram eletricidade?

1. Reação redox:
Em baterias alcalinas , o principal processo de geração de eletricidade é a reação redox. Essa reação envolve a oxidação de zinco (Zn) em íons de zinco (Zn²⁺) e a redução simultânea de dióxido de manganês (MnO₂) ao óxido de manganês (MNO (OH)). Esse processo ocorre no ânodo e no cátodo dentro da bateria, com o zinco sendo o ânodo e o dióxido de manganês sendo o cátodo. Quando uma bateria é conectada a um circuito, os elétrons fluem do ânodo (zinco) para o cátodo (dióxido de manganês), criando uma corrente elétrica através do circuito externo. Essa reação química é o principal fator de geração de eletricidade e a corrente elétrica resultante é a fonte de energia usada para alimentar dispositivos eletrônicos.

2. Condução de íons no eletrólito:
Nas baterias alcalinas, o eletrólito desempenha um papel vital, pois permite que os íons se movam livremente dentro da bateria, mantendo assim a neutralidade elétrica e facilitando o fluxo de eletricidade. O eletrólito alcalino é geralmente o hidróxido de potássio (KOH), que contém íons hidróxidos (OH⁻) e íons de zinco (Zn²⁺). Esses íons se movem livremente no eletrólito de um pólo para o outro à medida que a reação química prossegue, garantindo o saldo de cargas na bateria e promovendo a geração de corrente elétrica.

3. Geração atual:
Quando uma bateria alcalina é conectada a um circuito externo, começa uma reação química, criando uma corrente elétrica. No ânodo (zinco), o zinco é oxidado em íons de zinco e os elétrons são liberados. Ao mesmo tempo, no cátodo (dióxido de manganês), o dióxido de manganês é reduzido e os elétrons são absorvidos. Esses elétrons fluem do ânodo para o cátodo através de um circuito externo, criando uma corrente elétrica. Essa corrente é o resultado de uma reação química convertida em energia elétrica, que pode ser usada para fornecer as necessidades de energia de vários dispositivos eletrônicos.

4. Consumo de bateria:
Com o tempo e o processo de reações químicas, o material ativo em uma bateria alcalina é gradualmente consumido, fazendo com que a carga da bateria diminua gradualmente. Especificamente, o metal de zinco é gradualmente dissolvido e convertido em íons de zinco no ânodo, enquanto o dióxido de manganês é gradualmente reduzido no cátodo. Isso resulta em uma diminuição da duração da bateria e, eventualmente, a bateria perde sua eficácia e precisa ser substituída. Portanto, a vida útil de uma bateria depende da taxa e da eficiência de suas reações químicas internas, bem como do impacto das condições de uso.