تطبيقات على الخلايا الكهروكيميائية
تتعدد وسائل إنتاج الطاقة من خلال إجراء التفاعلات الكيميائية ومن بيتها البطاريات الكهربائية التي تخزن الطاقة داخلها أو استعمال الطاقة الكهربائية لتحفيز التفاعلات الكيميائية ويعرف ذلك بالخلايا الكهروكيميائية، وهناك تطبيقات عديدة لاستخدامها منها:
الطلاء الكهربائي
تهدف هذه العملية إلى طلاء جسم معدني موصل بطبقة من الطلاء باستعمال تيار كهربائي، ويساعد ذلك في حمايته من الخارج من خطر التعرض للتآكل والتلف، بالإضافة لتغيير الشكل الخارجي كاستعماله في صناعة المجوهرات، ومن الأمثلة على ذلك استعمال النحاس أو الفضة أو الكروم لطلاء السيارات والطائرات والإلكترونيات مما يوفر لها الحماية.
صناعة الكلور
تساعد الصناعات الكيميائية على إنتاج مركبات هامة تستخدم في حياتنا اليومية مثل مادة الكلور ذات التأثير القاعدي التي تضاف لأغراض التعقيم وتنقية المياه وصناعة الورق والمبيدات الحشرية والدهانات وغيرها، وتساعد طريقة التحليل الكهربائي أو الخلايا الكهروكيميائية بتحليل محلول ملحي (كلوريد الصوديوم) بعد مرور تيار كهربائي في الأقطاب المختلفة ليتكون الكلور ومركب هيدروكسيد الصوديوم.
استخلاص الألمنيوم
تعمل الخلايا الكهروكيميائية على استخلاص معدن الألمنيوم شائع الاستعمال في صناعة هياكل الطائرات والسيارات لتمتعه بميزة الوزن الخفيف على عكس معدن الحديد، ويوجد الألمنيوم في رواسب صخور البوكسيت ويستخلص باستعمال طريقة التحليل الكهربائي بإذابته مع معدن الكريوليت ومرور تيار كهربائي عبر أقطاب الخلية الجرافيتية ليتجه الألمنيوم نحو القطب السالب لتتم عملية استخلاصه.
محولات الطاقة الكهروكيميائية
تعتمد هذه الطريقة على الاستفادة من الطاقة الشمسية أو الطاقة النووية وتحويلها لطاقة كهربائية باستعمال تقنية التحليل الكهربائي لاستعمالها في بعض التطبيقات كتوفير إمدادات للطاقة عن بعد وتشغيل أنظمة الطاقة الفضائية والمركبات.
تخزين الطاقة
يساعد هذا النوع من تطبيقات الخلايا الكهروكيميائية على إنتاج بطاريات مخزنة للطاقة وقابلة لإعادة الشحن، مثل السيارات الكهربائية وبطاريات الهواتف المحمولة والمحركات الكهربائية، إلا أن هذا النوع لا يزال قيد التطوير والتحسين.
الخلايا الكهروكيميائية
تؤدي الخلايا الكهروكيميائية (بالإنجليزية: Electrochmical Cell) دورًا هامًا في قطاع الصناعات والحصول على مصادر إضافية من الطاقة وتقليل الاعتماد على مصادر الوقود الأحفوري المسببة للتلوثK إذ تعمل هذه التقنيات على إنتاج الطاقة وتخزينها لحين الاستخدام، ومن الأمثلة على ذلك تصنيع بطاريات الليثيوم والمفاعلات الكهروكيميائية وأجهزة الاستشعار عن بعد والمكثفات وخلايا الوقود وغيرها من التقنيات الحديثة.
أنواع الخلايا الكهروكيميائية
تقسم أنواع الخلايا الكهروكيميائية إلى نوعين رئيسيين هما:
الخلايا الإلكترونية (Electrolytic cells)
تتحول الطاقة الكهربائية في هذا النوع إلى طاقة كيميائية خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال، ويحتاج ذلك إلى أقطاب التفاعل التي تسمى بالمهبط والمصعد لتسهيل حركة الإلكترونات كما يجب توفر بطارية كمصدر للتيار الكهربائي ومحفز للتفاعل أي أن هذا النوع من التفاعلات لا تحدث من تلقاء نفسها.
الخلايا الجلفانية (Galvanic cells)
تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية في هذا النوع من تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث من تلقاء نفسها دون وجود محفز، كما أن مصدر الإلكترونات يعود للمركبات التي تعرضت للأكسدة دون الحاجة لاستعمال مصدر خارجي للطاقة.
