galvanski članak

ilustracija
GALVANSKI ČLANAK, alkalni cink-mangandioksidni članak – 1. pozitivna elektroda (MnO₂), 2. porozna stijenka, 3. poklopac, 4. negativna elektroda od cinkove paste (Zn)
ilustracija1ilustracija2

galvanski članak (galvanski element), primarni električni članak, neobnovljivi izvor električne struje u kojem se, za razliku od sekundarnog članka (akumulatora), kemijska energija nepovratno pretvara u električnu. Prvi galvanski članak konstruirao je 1800. Alessandro Volta na temelju opažanja Luigija Galvanija o električnim pojavama pri dodiru metala i tkiva (žabljih krakova). Galvanski članak sastoji se od dviju elektroda od različitih metalnih vodiča, koje su u dodiru s elektrolitom, te od depolarizatora kojim se sprječava ili odgađa polarizacija (nepoželjna kemijska promjena na elektrodama). Pojedine su se vrste galvanskih članaka nazivale prema izumiteljima, a najznačajniji su u XIX. st. bili Voltin, Daniellov (John Frederic Daniell) te osobito Leclanchéov (Georges Leclanché) članak, od kojega su se razvili suvremeni članci, obično proizvedeni kao slogovi nazvani električnim baterijama.

Voltin članak (1800) sastoji se od dviju elektroda načinjenih od različitih metala (prvotno srebro i cink, poslije bakar i cink) uronjenih u razrijeđenu sumpornu kiselinu. Njegov je napon oko 1,1 V. Nedostatak mu je razmjerno brza oksidacija elektroda, a time i smanjenje napona i jakosti struje.

Daniellov članak (1835) bio je sličan Voltinu, ali elektrode nisu bile u istom elektrolitu (bakrena u otopini bakrova sulfata, cinkova u otopini cinkova sulfata ili u sumpornoj kiselini), a elektroliti odijeljeni poroznom membranom. Time je smanjena oksidacija elektroda i produženo trajanje članka. Zato je Daniellov članak bio prvi uporabljivi trajni izvor galvanske struje, pa se u pol. XIX. st. rabio za lučnu rasvjetu i električni telegraf.

Daljnja poboljšanja (viši napon, manji otpor, a time jača struja, dulje trajanje, jednostavnije održavanje, niža cijena) patentirana su pod nazivima Krügerov, Meidingerov, Callaudov, Groveov, Bunsenov, Leclanchéov, Poggendorffov članak i dr. Takvi članci s tekućim elektrolitima rabili su se osobito na željeznici i u poštama za napajanje telegrafa, telefona i signalnih uređaja do prvih desetljeća XX. st., kada su ih sve, izuzev inačica Leclanchéova članka, postupno zamijenili akumulatori i ispravljači.

Leclanchéov članak (1868) imao je kao pozitivnu elektrodu ugljen u vrećici s manganovim dioksidom kao depolarizatorom, negativnu elektrodu od cinka, a kao elektrolit otopinu amonijeva klorida. Uporabom elektrolita u obliku paste te cinčane posude kao negativne elektrode nastao je suhi Leclanchéov članak, napona 1,5 V, vrlo prikladan za uporabu. Inačice toga članka i danas se rabe za napajanje prijenosnih svjetiljki, radijskih prijamnika, fotoaparata i drugih elektroničkih uređaja. Naponi njihovih baterija višekratnici su napona od 1,5 V (npr. 3 V, 4,5 V, 9 V).

Westonov članak (1893) ima, uz određene uvjete, vrlo točan i stalan napon, pa služi kao naponska norma (etalon) i naziva se normalnim člankom. Pozitivna je elektroda živa prekrivena živinim sulfatom kao depolarizatorom, negativna je elektroda kadmijev amalgam prekriven kadmijevim sulfatom, elektrolit je vodena otopina kadmijeva sulfata, a spoj s elektrodama ostvaren je utaljenim platinskim žicama. Westonov članak sa zasićenim elektrolitom ima, uz temperaturu od 20 °C i male struje, stalan napon od 1,01862 V, s odstupanjem između pojedinih članaka od samo oko 30 μV.

Srebrnooksidni članak suvremena je inačica Leclanchéova članka, samo je pozitivna elektroda od srebrnog oksida, a elektrolit je kalijeva ili natrijeva lužina. Napon mu je 1,55 V, uz dugo trajanje. Izrađuje se obično u obliku niskih valjaka (odakle mu razgovorni naziv gumb-baterija) pa se rabi za napajanje manjih uređaja (ručni satovi, kalkulatori i sl.).

Litijski članak suvremeni je, dugotrajni galvanski članak. Pozitivna elektroda može biti oksid mangana, bakra ili kroma, srebrni kromat, tionil-klorid, litijev jodid, metalni sulfidi i dr., negativna je elektroda od litija, a elektrolit treba biti bezvodan, npr. sumporov dioksid u acetonitrilu. Naponi su litijskih članaka od 1,5 do 3,7 V, članci mogu davati prilično jake struje, trajnost im je i do deset godina, ali su skupi. Rabe se za dugotrajno i pouzdano napajanje prijenosnih elektroničkih uređaja kao što su srčani stimulatori i sigurnosni uređaji. Litijski članak valja razlikovati od litijevokloridnih i litijsko-sumpornih članaka, koji služe kao sekundarni električni članci (→ akumulator, električni).

galvanski članak. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 12.12.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=21150>.