Hiilisinkkiparisto
paristot2jp.jpg
Erilaisia hiilisinkkiparistoja
t ovat kertakäyttöisiä paristoja, joiden käyttökohteita ovat kohtuullisen pienen virrankulutuksen laitteet. Niitä on saatavana useana eri kokona ja niiden valmistuskustannukset ovat pienet. Vaikka hiilisinkkiparistot ovatkin alkaliparistoja huonompia niin käyttöiältään kuin kapasiteetiltaankin, ovat ne edullisuutensa vuoksi suosittuja valmisparistoja myytäviin laitteisiin.[1] [2]

Historia ja kehitys


Hiilisinkkiparisto perustuu ranskalaisen Georges Leclanché:n vuonna 1866 keksimään ja patentoimaan Leclanchen pariin, jonka toimintaperiaate on suurinpiirtein nykyistä vastaava.[3] Vuonna 1881 Carl Gassner kehitti ensimmäisen kaupallisen kuivapariston, joka oli myös rakenteeltaan hiilisinkkiparisto.[4] . Sittemmin hiilisinkkipariston ominaisuuksia on pystytty parantamaan kehittämällä sinkkikloridiparisto, jossa elektrolyyttinä on ammoniumkloridin sijaan sinkkikloridia. Näin on saatu pariston käyttöikä pitenemään ja käytön myötä tapahtuva jännitelasku vähenemään.[5] Nykyään paristoissa ei enää käytännössä ole myöskään myrkyllistä kadmiumia tai elohopeaa.[6]

Rakenne


Hiilisinkkipariston kuori on sinkkiä ja se toimii
paristokaavio.gif
Hiilisinkkipariston rakenne
samalla myös anodina, eli negatiivisena elektrodina. Kuoren alla on elektrolyyttinä ammoniumkloriditahnaa, sekä tämän sisällä ohuen paperikerroksen alla katodina, eli positiivisena elektrodina, mangaanioksidia ja grafiittia seoksena hiilisauvan ympärillä.[7] Pariston toiminta perustuu siihen, että kemiallinen energia muuttuu sähköenergiaksi hapetus-pelkistysreaktion kautta.[8]

Negatiivisella navalla tapahtuu hapettuminen:


Ulkoista johtoa pitkin saapuvat elektronit välittyvät hiilisauvan kautta elektrolyyttiin:


Reaktiossa syntyvän vedyn hapettaa hiilisauvan ympärillä oleva mangaanidioksidi:


Kokonaisuutena positiivisen navan pelkistymisreaktio voidaan kirjoittaa:


Yhden parin jännite on 1,5 V. Pareja voidaan yhdistää suurempien jännitteiden aikaansaamiseksi.[9]

Käyttö ja ominaisuudet


Edullisuutensa vuoksi hiilisinkkiparistot ovat hyvä vaihtoehto kohteisiin, joissa virrankulutus ei ole kovin suuri. Näitä ovat esimerkiksi taskulamput, kaukosäätimet ja kellot. Ne ovat yksinkertaisia ja täten myös luotettavia. Erilaisten hiilisinkkiparistojen määrä on suuri ja niitä saa niin eri kokoisina kuin erisuuruisilla jännitteilläkin.[10] [11] Yhden pariston hinta on alle euron ja niitä valmistaa mm. Panasonic, Varta ja Gp.[12]

Koska hiilisinkkipariston kuori toimii anodina, ohenee se pelkistymisen seurauksena ajan myötä ja hylsyyn voi tulla reikä, jolloin paristo saattaa vuotaa. Sinkkikuori ohenee myös käyttämättömänä, sillä paristossa tapahtuu reaktioita virrattomanakin.[13] Hiilisinkkipariston jännite tippuu käytön myötä, eikä se toimi hyvin matalissa lämpötiloissa. Suureen virrankulutukseen sopii paremmin alkaliparisto.[14]
  1. ^ http://support.radioshack.com/support_tutorials/batteries/bt-cazi-main.htm 5.2.2010
  2. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Alkaline_battery 5.2.2010
  3. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Leclanch%C3%A9_cell 5.2.2010
  4. ^ http://inventors.about.com/library/inventors/blbattery.htmz 5.2.2010
  5. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Zinc_carbon_battery 5.2.2010
  6. ^ http://data.energizer.com/PDFs/carbonzinc_appman.pdf 5.2.2010
  7. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Zinc_carbon_battery 5.2.2010
  8. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Paristo 5.2.2010
  9. ^ Haavisto Anja, Nikkola Jorma, Viljanmaa Lauri: Kemia 3, Alkuaineiden kemia, Tutkimus ja teknologia, Tammi 2006, s.31-32
  10. ^ http://data.energizer.com/PDFs/carbonzinc_appman.pdf 5.2.2010
  11. ^ http://www.powerstream.com/BatteryFAQ.html 5.2.2010 5.2.2010
  12. ^ http://fi.farnell.com/ 5.2.2010
  13. ^ Haavisto Anja, Nikkola Jorma, Viljanmaa Lauri: Kemia 3, Alkuaineiden kemia, Tutkimus ja teknologia, Tammi 2006, s.32
  14. ^ http://data.energizer.com/PDFs/carbonzinc_appman.pdf 5.2.2010