เซลล์เคมีไฟฟ้า ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญ ดังนี้
- ขั้วไฟฟ้า (electrode) เป็นวัสดุที่นำไฟฟ้า โดยขั้วไฟฟ้า 2 ชนิด คือ ขั้วแอโนด (anode) และขั้วแคโทด (cathode)
- ขั้วแอโนด คือ ขั้วที่เกิดการออกซิเดชัน
- ขั้วแคโทด คือ ขั้วที่เกิดการรีดักชัน
- สารละลายอิเล็กโทรไลต์ (electrolyte) เป็นสารละลายที่นำไฟฟ้าได้ ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการนำอิเล็กตรอนระหว่างขั้วไฟฟ้า
- สะพานเกลือ (salt bridge) เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีลักษณะเป็นเจล ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง
ประเภทของเซลล์เคมีไฟฟ้า
เซลล์เคมีไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ คือ
- เซลล์กัลวานิก (galvanic cell) หรือเซลล์โวลตาอิก (voltaic cell) เป็นเซลล์เคมีไฟฟ้าที่อาศัยปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า
- เซลล์อิเล็กโทรไลต์ (electrolytic cell) เป็นเซลล์เคมีไฟฟ้าที่อาศัยกระแสไฟฟ้าภายนอกในการกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์
ตัวอย่างเซลล์เคมีไฟฟ้า
- ถ่านไฟฉาย เป็นเซลล์กัลวานิกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยขั้วแอโนดเป็นสังกะสี และขั้วแคโทดเป็นคาร์บอน สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นกรดซัลฟิวริก สะพานเกลือเป็นเจลของเจลาติน
- แบตเตอรี่รถยนต์ เป็นเซลล์กัลวานิกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยขั้วแอโนดเป็นแผ่นตะกั่ว และขั้วแคโทดเป็นแผ่นตะกั่วไดออกไซด์ สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นกรดซัลฟิวริก สะพานเกลือเป็นเจลของเจลาติน
- เซลล์เชื้อเพลิง เป็นเซลล์อิเล็กโทรไลต์ชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยขั้วแอโนดเป็นสารประกอบไฮโดรเจน และขั้วแคโทดเป็นสารประกอบออกซิเจน สารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นอิเล็กโทรไลต์เหลว สะพานเกลือเป็นเจลของเจลาติน
ประโยชน์ของเซลล์เคมีไฟฟ้า
เซลล์เคมีไฟฟ้ามีประโยชน์ในหลายด้าน เช่น
- ใช้เป็นแหล่งพลังงาน เช่น ถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่รถยนต์ เซลล์เชื้อเพลิง
- ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์
- ใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น ผลิตสารเคมี ผลิตไฟฟ้า
สรุป
เซลล์เคมีไฟฟ้า ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญ ดังนี้ ขั้วไฟฟ้า สารละลายอิเล็กโทรไลต์ และสะพานเกลือ เซลล์เคมีไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ คือ เซลล์กัลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรไลต์ เซลล์เคมีไฟฟ้ามีประโยชน์ในหลายด้าน เช่น ใช้เป็นแหล่งพลังงาน ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม