Kann Silber-Zink durch Kupfer-Zink ersetzt werden?

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Silber-Zink-Batterien sind heutzutage in den Nachrichten (den popwissenschaftlichen Nachrichten), weil sie erforscht werden, um mit Lithium-Ionen-Batterien zu konkurrieren. Aber der Preis ist hoch, weil Silber teuer ist. Also habe ich über Kupfer nachgedacht.

Zitieren Sie einfach die von Wikipedia angegebenen Werte:

Kupfer hat eine Elektronegativität von 1,9 und einen spezifischen Widerstand von 16,78 nΩm.

Silber hat eine Elektronegativität von 1,93 und einen spezifischen Widerstand von 15,87 nΩm.

Sie scheinen wirklich ähnlich zu sein. Kann die Kupfer-Zink-Chemie die Silber-Zink-Chemie nicht ersetzen? Hätte dies nicht eine ähnliche Leistung in einer Batterie (entweder primär oder wiederaufladbar)?

Ich werde schließlich bemerken, dass Kupfer-Zink eine der ältesten Batteriechemien ist, die Alessandro Volta bereits 1800 gebaut hat. Ich bin also misstrauisch, dass etwas nicht so toll daran ist (sonst würde Silber-Zink nicht benötigt). Ich weiß nur nicht, was es sein könnte.

batteries battery-chemistry DrZ214
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Ein bisschen weniger als Ihre älteste Batterie um etwa 2.000 Jahre ... corrosion-doctors.org/Batteries/Baghdad-Battery.htm Es ist übrigens Eisen-Kupfer
Trevor_G
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@ Trevor Okay, ich werde bearbeiten.
DrZ214
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Ihre Elektropotentiale (das ist das Kriterium, um das Sie sich kümmern müssen) sind jedoch ziemlich unterschiedlich, insbesondere wenn Sie alle ihre Formen berücksichtigen.
Ignacio Vazquez-Abrams
Eine andere Alternative wäre, die Kupferkathode mit Silber zu beschichten, anstatt festes Silber zu verwenden.
Nicalandia

Antworten:

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Während des Ladevorgangs wird Silber zuerst zu Silber (I) oxid oxidiert: 2Ag (s) + 2OH - → Ag2O + H2O + 2e - und dann zu Silber (II) oxid: Ag2O + 2OH - → 2AgO + H2O + 2e - während das Zinkoxid zu metallischem Zink reduziert wird: 2Zn (OH) 2 + 4e - = 2Zn + 4OH -.

AgO und Ag2O sind stärker oxidiert als Cu2O und CuO, so dass sie eine höhere Spannung von der Zelle erreichen können. Sie müssen sich das Standardelektrodenpotential ansehen: https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_(data_page) Sie können Kupferoxid-Zink-Batterien bauen, aber sie haben nur etwa 0,8 V pro Zelle (haben aber eine starke Stromkapazität ).

Szymon
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Danke für diesen Link. Es wird ein interessanter Punkt angesprochen. Ich habe oft die Silberbatterien gehört, die entweder "Silberoxid" oder "Silberzink" genannt werden. Ich denke, Oxide müssen bei beiden eine Rolle spielen, aber es stellt sich die Frage, wo sich das Zink befindet. Ich habe den Eindruck, dass es nur ein Katalysator ist. Ich habe auch Goldoxid untersucht, um die ersten drei Elemente in der Spalte auszuprobieren: Kupfer, Silber, Gold. Aber es sieht so aus, als ob Gold ungefähr das gleiche Elektrodenpotential wie Silber hat, vielleicht sogar ein bisschen schlechter, und natürlich viel schwerer und teurer als Silber.
DrZ214
Zinkmetall ist die Anode und AgO ist die Kathode. Siehe den Wikipedia-Artikel über silberne Zinkbatterien. Die Daniellzelle aus Zink und Kupfer hat keine Beziehung zur Silberzinkzelle.
Ed V
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Ich denke, das hat etwas mit der Entladungskurve zu tun. Auf Wikipedia wird angegeben, dass Quecksilberoxidbatterien eine flache Entladungskurve haben und dass Silberoxidbatterien eine noch flachere haben. Laut einer anderen Quelle haben Kupferoxidbatterien dies nicht haben immer eine flache Entladekurve. Die Spannung fällt manchmal während der Entladung ab, was diese Batterien weniger praktisch macht. Ich glaube, dies ist der Grund, warum Kupferoxidbatterien nicht in Massenproduktion hergestellt werden, obwohl sie eine hohe Kapazität haben.

Ladestock
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