คำถาม: เซลล์ไฟฟ้าเคมี คิดค้นโดยใคร ?

text: อาเลสซานโดร จูเซปเป อันโตนิโอ อนาสตาซิโอ โวลตา (Italian: Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta; 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 — 5 มีนาคม ค.ศ. 1827) เป็นนักฟิสิกส์ชาวลอมบาร์ดี ซึ่งเป็นที่รู้จักว่าคิดค้นแบตเตอรี (เซลล์ไฟฟ้าเคมี) ขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1800
title: อาเลสซานโดร โวลตา

text: ช่องไอออนโดยมากเปิดให้ไอออนโดยเฉพาะ ๆ ข้าม บางอย่างเปิดปิดโดยศักย์ไฟฟ้า (voltage gated) ซึ่งหมายความว่าจะอยู่ในสภาพเปิดปิดขึ้นอยู่กับความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อ บางอย่างเปิดปิดทางเคมี (chemically gated) ซึ่งหมายความว่าจะอยู่ในสภาพเปิดปิดโดยอาศัยปฏิสัมพันธ์ทางเคมีกับของเหลวที่อยู่ระหว่างเซลล์
title: เซลล์ประสาท

text: โวลต์ (สัญลักษณ์ : V) คือหน่วยอนุพันธ์ในระบบเอสไอของความต่างศักย์ไฟฟ้า ปริมาณที่กำกับด้วยหน่วยโวลต์นั้นคือผลการวัดความเข้มของแหล่งจ่ายไฟฟ้าในแง่ที่ว่าจะสร้างพลังงานได้เท่าใดที่ระดับกระแสค่าหนึ่ง  ๆ โวลต์ซึ่งเป็นชื่อของหน่วยนี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่ อาเลสซันโดร วอลตา (พ.ศ. 2288–2370) ผู้คิดค้นแบตเตอรี่เคมีชนิดแรกที่เรียกว่าเซลล์โวลตาอิก (Voltaic Pile)
title: โวลต์

text: ไฟฟ้าเคมีได้เป็นส่วนสำคัญในการผลิตไฟฟ้าเสมอ จากสิ่งประดิษฐ์ช่วงเริ่มต้นของเซลล์ซ้อนของโวลตา เซลล์ไฟฟ้าเคมีได้วิวัฒนาการไปเป็นแบตเตอรีชนิดต่าง ๆ มากมาย รวมทั้งเซลล์การชุบด้วยไฟฟ้าและเซลล์อิเล็กโทรไลต์ อะลูมิเนียมสามารถผลิตขึ้นมาได้ในปริมาณมหาศาลก็ด้วยวิธีนี้ และอุปกรณ์เคลื่อนที่จำนวนมากได้รับพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แบบที่ชาร์จไฟใหม่ได้
title: ไฟฟ้า

text: เซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้า โดยอาศัยปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมี ตามปฏิกิริยารีดอกซ์ โดยที่ขั้วอิเล็กโทรด ของเซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตทินัม(Pt)และขั้วอิเล็กโทรไลท์ใช้โพลิเมอร์แข็ง คือ แนฟฟิออน(Nafion(R)) เป็นเยื่อเลื่อกผ่านประจุ สารตั้งต้นของเซลล์เชื้อเพลิงแบบเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน ใช้ กาซไฮโดรเจน และ ออกซิเจน(หรือ อากาศ) โดยกาซไฮโดรเจนจะแตกตัวบนพื้นผิวตัวเร่งปกิกิริยาที่ด้านแอโนด ให้ผลิตภัณท์คือ โปรตอน และ อิเล็กตรอน ตามปฏิกิริยาออกซิเดชั่น แต่ในเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้แนฟฟิออนเป็นเยื่อเลือกผ่านนี้ เฉพาะอิออนที่มีประจุบวกเท่านั้นจึงจะผ่านได้ ดังนั้นในที่นี้โปรตรอนจึงถูกเลือกให้เคลื่อนที่ผ่านไปยังขั้วแคโทด ส่วนอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ออกจากเซลล์ไฟฟ้าเคมีไปยังขั้วแคโทด โดยผ่านภาระทางไฟฟ้า หรือ โหลด (Load)และเป็นที่รู้กันดีว่าไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ดังนั้นเราก็จะได้แสงสว่างจากไฟฟ้าที่ผลิตได้ หากโหลดนั้นคือหลอดไฟฟ้า เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังขัวแคโทดถือว่าครบวงจร จากนั้นอิเล็กตรอน โปรตอน และก๊าซออกซิเจน ตามปฏิกิริยารีดักชั่น ก็จะรวมตัวกัน กลายเป็นน้ำ ดังนั้นเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้จึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
title: เซลล์เชื้อเพลิงชนิดเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอน

text: ด้วยวิธีนี้เขาได้ค้นพบชุดเคมีไฟฟ้าและกฎหมายว่าแรงดึงดูด (emf) ของเซลล์ไฟฟ้าประกอบด้วยอิเล็กตรอนคู่ที่แยกจากกันโดยอิเลคโตรไลท์ คือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าทั้งสอง ( อิเล็กโทรไลต์ทั่วไปให้ศูนย์ emf สุทธิ ) นี่อาจเรียกว่ากฎไฟฟ้าเคมีของโวลต้า
title: อาเลสซานโดร โวลตา

text: ในปีค.ศ. 1800 เนื่องจากความไม่เข้ากันของ Galvanic ทำให้ Galvani และ Volta ได้ทำการคิดค้น voltaic ขึ้นมาซึ่งเป็นแบตเตอรี่ไฟฟ้าที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง Volta ได้กำหนดให้คู่ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของโลหะที่แตกต่างกันในการผลิตไฟฟ้าคือสังกะสีและทองแดง ตอนแรกเขาทดลองกับแต่ละเซลล์ในชุดแต่ละเซลล์เป็นถ้วยไวน์ที่เต็มไปด้วยน้ำเกลือที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสองต่างถูกจุ่มลง กอง voltaic แทนถ้วยกับกระดาษแข็งแช่ในน้ำเกลือ.
title: อาเลสซานโดร โวลตา

text: แบตเตอรี่แปลงพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง แบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์แบบโวลตาได้มากกว่าหนึ่งเซลล์ แต่ละเซลล์ประกอบด้วยสอง ครึ่งเซลล์ ที่เชื่อมต่อเรียงกันเป็นแถวโดยสารอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีไอออนที่มีประจุลบ () และไอออนที่มีประจุบวก () ครึ่งเซลล์หนึ่งตัวจะมีอิเล็กโทรไลต์และขั้วลบ (อิเล็กโทรดที่แอนไอออนวิ่งเข้าหา); อีกครึ่งเซลล์หนึ่งจะมีอิเล็กโทรไลต์และขั้วบวก (อิเล็กโทรดที่แคทไอออนวิ่งเข้าหา Redox ปฏิกิริยา Redox เป็นตัวให้พลังงานกับแบตเตอรี่ แคทไอออนจะลดลง (อิเล็กตรอนมีการเพิ่ม) ที่แคโทดระหว่างการชาร์จประจุ ในขณะที่แอนไอออนจะถูกออกซิไดซ์ (อิเล็กตรอนจะถูกลบออก) ที่ขั้วบวกระหว่างการชาร์จ ในระหว่างการดีสชาร์จกระบวนการจะเป็นตรงกันข้าม ขั้วไฟฟ้าทั้งสองไม่ได้สัมผัสกัน แต่เชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดย อิเล็กโทรไลต์ เซลล์บางตัวใช้อิเล็กโทรไลต์แตกต่างกันสำหรับแต่ละครึ่งเซลล์ ตัวคั่นช่วยให้ไอออนไหลระหว่างครึ่งเซลล์ แต่จะช่วยป้องกันการผสมของอิเล็กโทรไลต์ทั้งสองด้าน
title: แบตเตอรี่

text: แบตเตอรี่ไหลมีความคล้ายคลึงด้านเทคนิคกับทั้งเซลล์เชื้อเพลิงและเซลล์สะสมไฟฟ้าเคมี (ความสามารถในการเปลี่ยนกลับทางด้านเคมีไฟฟ้า). ในขณะที่มันมีข้อได้เปรียบทางเทคนิคเช่นถังของเหลวที่อาจแยกได้และอายุยืนยาวเกือบไม่จำกัดเหนือกว่าแบตเตอรีแบบชาร์จไฟได้ธรรมดาส่วนใหญ่, การใช้งานในปัจจุบันเมื่อเปรียบเทียบกันแล้วมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนมากกว่า. ชนิดใหม่กว่าของแบตเตอรี่ไหลกำลังมีการพัฒนาเพื่อให้สามารถจัดเก็บพลังงานจำนวนมากได้, เนื่องจากการเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานโดยรวมของระบบ (มีค่าเป็น MWh) โดยทั่วไปต้องใช้เพียงการเพิ่มขึ้นของขนาดของอ่างเก็บสารเคมีที่เป็นของเหลวเท่านั้น.
title: การเก็บพลังงาน

text: เซลล์ไฟฟ้าเคมีประกอบด้วยสองครึ่งเซลล์ แต่ละ"ครึ่งเซลล์"ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลต์อย่างละหนึ่งตัว สองครึ่งเซลล์อาจใช้อิเล็กโทรไลต์เดียวกันหรือต่างกัน ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์อาจเกี่ยวข้องกับทั้งอิเล็กโทรไลต์และขั้วไฟฟ้าและ/หรือกับสารภายนอก (เช่นในเซลล์เชื้อเพลิงที่อาจใช้แก๊สไฮโดรเจนเป็นตัวทำปฏิกิริยา) ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีเต็มรูปแบบ สารละลายในหนึ่งครึ่งเซลล์จะสูญเสียอิเล็กตรอน (ออกซิเดชัน) ให้กับขั้วไฟฟ้าของมันในขณะที่สารละลายในอีกหนึ่งครึ่งเซลล์ได้อิเล็กตรอนเพิ่ม (รีดักชัน) จากขั้วไฟฟ้าของมัน
title: เซลล์ไฟฟ้าเคมี

text: แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้, หรือเรียกว่า storage battery หรือ accumulator, เป็นแบตเตอรี่ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง. มันประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมีหนึ่งชุดหรือมากกว่า, และเป็นต้วสะสมพลังงานประเภทหนึ่ง. มันเป็นที่รู้จักกันในนาม 'เซลล์รอง' เพราะปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของมันเป็นแบบไฟฟ้าย้อนกลับ. แบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟได้มาในรูปทรงและขนาดที่แตกต่างกัน, ตั้งแต่เซลล์ขนาดกระดุมจนถึงระบบเมกะวัตต์ที่เชื่อมต่อเพื่อรักษาเสถียรภาพของเครือข่ายการกระจายไฟฟ้า. ส่วนผสมของสารเคมีที่แตกต่างกันหลายอย่างถูกนำมาใช้โดยทั่วไป, ได้แก่ ตะกั่ว-กรด, นิกเกิลแคดเมียม (NiCd), นิกเกิลเมททัลไฮไดรด์ (NiMH), ลิเธียมไอออน (Li-ion), และพอลิเมอลิเธียมไอออน (Li-ion polymer).
title: การเก็บพลังงาน

text: ในกรณีที่เป็นแบตเตอรี่ การแยกตัวของประจุที่ก่อให้เกิดความต่างแรงดันระหว่างขั้วทั้งสองสามารถทำสำเร็จได้โดยปฏิกิริยาเคมีที่ขั้วไฟฟ้าที่จะแปลงพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานศักย์แม่เหล็กไฟฟ้า เซลล์ไฟฟ้าอาจคิดว่าเป็นการมี "ปั๊มประจุ" ที่มีขนาดเท่าอะตอมที่แต่ละขั้วไฟฟ้า นั่นคือ
title: แรงเคลื่อนไฟฟ้า

text: แบตเตอรีที่โวลตาผลิตได้รับยกย่องเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีเซลล์แรก ประกอบด้วยสองอิเล็กโทรด อันหนึ่งทำจากสังกะสี อีกอันหนึ่งทำจากทองแดง อิเล็กโทรไลต์เป็นกรดซัลฟิวริกผสมน้ำหรือน้ำเกลือเข้มข้นทะเลรูปหนึ่ง อิเล็กโทรไลต์มีอยู่ในรูป 2H+ และ SO42− สังกะสีซึ่งมีศักยะอิเล็กโทรต (electrode potential) สูงกว่าทองแดงและไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับซัลเฟต (SO42−) ซึ่งมีประจุลบ ไอออนไฮโดรเจน (โปรตอน) ซึ่งมีประจุบวกจับอิเล็กตรอนจากทองแดง ก่อให้เกิดฟองแก๊สไฮโดรเจน H2 ทำให้แท่งสังกะสีเป็นอิเล็กโทรตลบและแท่งทองแดงเป็นอิเล็กโทรดบวก ฉะนั้น มีสองปลาย และกระแสไฟฟ้าจะไหลหากเชื่อมต่อกัน ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์โวตาอิกนี้เป็นดังนี้
title: อาเลสซานโดร โวลตา

text: นิวรอนส่งสัญญาณผ่านจุดประสานประสาททางเคมี (chemical synapse) และจุดประสานประสาททางไฟฟ้า (electrical synapse) ในกระบวนการที่เรียกว่าการสื่อประสาท (neurotransmission) หรือการสื่อผ่านไซแนปส์ (synaptic transmission) กระบวนการหลักที่จุดชนวนให้เซลล์ปล่อยสารสื่อประสาท (neurotransmitter) ก็คือศักยะงาน (action potential) ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าวิ่งผ่าน และสร้างโดยอาศัยความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์/เยื่อหุ้มเซลล์ที่เร้าได้ด้วยไฟฟ้า โดยเกิดในลักษณะเป็นคลื่นของการลดขั้ว (depolarization)
title: เซลล์ประสาท

text: นิวรอนทั้งหมดสามารถเร้าได้โดยกระแสไฟฟ้า โดยรักษาศักย์ไฟฟ้าที่ต่างกันระหว่างภายในภายนอกเซลล์ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ โดยใช้ปั๊มไอออน (หรือ ion transporter) บวกกับช่องไอออนที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อรักษาความเข้มข้นของไอออนต่าง ๆ (เช่น โซเดียม โพแทสเซียม คลอไรด์ และแคลเซียม) ในระดับที่ต่างกันระหว่างภายในภายนอกเซลล์ ความเปลี่ยนแปลงของความต่างศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อหุ้มเซลล์อาจเปลี่ยนการทำงานของช่องไอออนที่เปิดปิดโดยศักย์ไฟฟ้า (Voltage-gated ion channel) ถ้าศักย์ต่างเปลี่ยนมากพอ ก็จะมีผลเป็นศักยะงาน (action potential) ที่ยิงแบบเกิดหรือไม่เกิด (all-or-none) และเป็นพัลส์ไฟฟ้าเคมีที่วิ่งไปอย่างรวดเร็วทางแอกซอนของเซลล์ แล้วจบลงด้วยการส่งสัญญาณข้ามเซลล์ที่จุดประสานประสาท (โดยเซลล์ประสาทต่อไปอาจส่งสัญญาณต่อ)
title: เซลล์ประสาท

text: เซลล์กัลวานี หรือ เซลล์วอลตา (English: Galvanic cell หรือ Voltaic cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ตั้งชื่อตาม ลุยจิ กัลวานี หรือ อาเลสซานโดร โวลตาตามลำดับ เซลล์นี้จะให้พลังงานไฟฟ้าจากปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเองภายในเซลล์ โดยทั่วไปมันจะประกอบด้วยโลหะที่ต่างกันสองชนิดเชื่อมต่อกันด้วยสะพานเกลือ หรือสองครึ่งเซลล์ที่คั่นด้วยเยื่อที่มีรูพรุน
title: เซลล์กัลวานี

text: เซลล์เชื้อเพลิง () เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานเคมีจากเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งให้เป็นกระแสไฟฟ้าผ่านทางปฏิกิริยาเคมีของไอออนของไฮโดรเจนประจุบวกกับอ๊อกซิเจนหรือตัวทำอ๊อกซิเดชันอื่น เซลล์เชื้อเพลิงแตกต่างจากแบตเตอรี่ที่ว่ามันต้องการแหล่งจ่ายเชื้อเพลิงและอ๊อกซิเจนหรืออากาศอย่างต่อเนื่องเพื่อความยั่งยืนของปฏิกิริยาเคมี ในขณะที่ในแบตเตอรี่สารเคมีภายในจะทำปฏิกิริยาต่อกันเพื่อผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) เซลล์เชื้อเพลิงสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องนานเท่าที่เชื้อเพลิงและอ๊อกซิเจนหรืออากาศยังคงถูกใส่เข้าไป ไม่เหมือนกับแบตเตอรี่ที่จะหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้าถ้าสารเคมีหมดอายุการใช้งาน 
title: เซลล์เชื้อเพลิง

text: ศักย์ของเซลล์สามารถทำนายได้โดยการใช้ศักย์ของขั้วไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้าของแต่ละครึ่งเซลล์) ศักย์ของครึ่งเซลล์เหล่านี้จะถูกกำหนดเทียบกับแรงดัน 0 โวลต์ที่มอบหมายให้กับขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน () (ดูตารางที่ศักย์มาตรฐานของขั้วไฟฟ้า) ความแตกต่างในแรงดันไฟฟ้าระหว่างศักย์ขั้วไฟฟ้าทั้งสองจะสามารถคาดการณ์ถึงศักย์ที่จะทำการวัด เมื่อคำนวณค่าความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า เราต้องเขียนสมการปฏิกิริยาครึ่งเซลล์ขี้นใหม่ก่อนเพื่อหาสมการอ๊อกซิเดชัน-รีดักชันที่สมดุลข้อสังเกต ศักย์ของเซลล์จะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อปฏิกิริยาจะถูกคูณด้วยค่าคงที่
title: เซลล์ไฟฟ้าเคมี

text: แบตเตอรี่ () เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วย เซลล์ไฟฟ้าเคมี หนึ่งเซลล์หรือมากกว่า ที่มีการเชื่อมต่อภายนอกเพื่อให้กำลังงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า แบตเตอรี่มี ขั้วบวก () และ ขั้วลบ () ขั้วที่มีเครื่องหมายบวกจะมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าขั้วที่มีเครื่องหมายลบ ขั้วที่มีเครื่องหมายลบคือแหล่งที่มาของอิเล็กตรอนที่เมื่อเชื่อมต่อกับวงจรภายนอกแล้วอิเล็กตรอนเหล่านี้จะไหลและส่งมอบพลังงานให้กับอุปกรณ์ภายนอก เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับวงจรภายนอก สาร อิเล็กโทรไลต์ มีความสามารถที่จะเคลื่อนที่โดยทำตัวเป็นไอออน ยอมให้ปฏิกิริยาทางเคมีทำงานแล้วเสร็จในขั้วไฟฟ้าที่อยู่ห่างกัน เป็นการส่งมอบพลังงานให้กับวงจรภายนอก การเคลื่อนไหวของไอออนเหล่านั้นที่อยู่ในแบตเตอรี่ที่ทำให้เกิดกระแสไหลออกจากแบตเตอรี่เพื่อปฏิบัติงาน ในอดีตคำว่า "แบตเตอรี่" หมายถึงเฉพาะอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ แต่การใช้งานได้มีการพัฒนาให้รวมถึงอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์เพียงเซลล์เดียว
title: แบตเตอรี่

text: แหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าอาจจะคิดได้ว่าเป็นชนิดหนึ่งของ"ปั้มประจุ"ที่ทำหน้าที่ในการเคลื่อนย้ายประจุบวกจากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำผ่านตัวมันเองไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่า ... โดยวิธีการทางเคมี, ทางกลไกหรือทางอื่น ๆ แหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะทำงาน "dW" บนประจุนั้นเพื่อที่จะเคลื่อนย้ายประจุไปยังขั้วที่มีศักยภาพสูง แรงเคลื่อนไฟฟ้า "ℰ" ของแหล่งที่มาจะถูกกำหนดให้เป็นงาน "dW" ที่ทำบนประจุ "dq" ดังนั้น "ℰ" = "dW/dq"
ราวปี 1830 ไมเคิล ฟาราเดย์ระบุว่าปฏิกิริยาในแต่ละรอยต่อสองรอยต่อระหว่างขั้วไฟฟ้ากับสารอิเล็กโทรไลต์จะให้ "EMF" สำหรับเซลล์ไฟฟ้า นั่นคือ ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นตัวขับเคลิ่อนกระแสและไม่ได้เป็นแหล่งที่มาของพลังงานที่ไม่มีที่สิ้นสุดอย่างที่ติดไว้แต่แรก ในกรณีของวงจรเปิด การแยกตัวของประจุจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งสนามไฟฟ้าจากประจุที่ถูกแยกตัวมีปริมาณเพียงพอที่จะหยุดปฏิกิริยา หลายปีก่อนหน้านี้ อาเลสซานโดร โวลตา ผู้ที่วัดความต่างศักย์ของจุดสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ (ขั้วไฟฟ้ากับอิเล็กโทรด) ของเซลล์ของเขา เขาได้ให้ความคิดเห็นที่ไม่ถูกต้องที่ว่าจุดสัมผัสเพียงอย่างเดียว (โดยไม่คำนึงถึงปฏิกิริยาทางเคมี) เป็นต้นกำเนิดของ EMF
title: แรงเคลื่อนไฟฟ้า

text: ตัวกระตุ้นเชิงเคมี ตัวอย่างเช่นกลิ่น มีการตรวจจับโดยหน่วยรับความรู้สึกของเซลล์ที่บ่อยครั้งจับคู่กับประตูไอออนที่มีหน้าที่ถ่ายโอนสารเคมีเป็นสัญญาณไฟฟ้า กรณีหนึ่งก็คือเซลล์ประสาทรับกลิ่น (Olfactory receptor neuron) คือ เมื่อสารมีกลิ่นเข้าไปยึดกับหน่วยรับกลิ่นของเซลล์ ศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์ก็ลดลงเปิดประตูไออนบวกที่ไม่เลือกขนาดไอออน ซึ่งเริ่มกระบวนการถ่ายโอนสารเคมีเป็นสัญญาณไฟฟ้า นอกจากนั้นแล้ว หน่วยรับกลิ่นคู่กับจีโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์สามารถก่อให้เกิดกระบวนการที่สองที่เปิดประตูไออนบวก ทำให้สัญญาณไฟฟ้าของเซลล์มีกำลังมากขึ้น เป็นการขยายสัญญาณของกลิ่น
title: ตัวกระตุ้น

text: ศักย์ของเซลล์สามารถมีช่วงประมาณศูนย์ถึง 6 โวลต์ เซลล์ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ผสมน้ำมักจะจำกัดศักย์ของเซลล์ไว้ที่น้อยกว่าประมาณ 2.5 โวลต์ เพราะส่วนผสมสำคัญเพื่อทำออกซิเดชันและรีดักชันที่มีประสิทธิภาพมากในการผลิตศักย์เซลล์ที่สูงขึ้นจะมีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับน้ำ ศักย์ของเซลล์ที่สูงขึ้นมีความเป็นไปได้กับเซลล์ที่ใช้ตัวทำละลายอื่นแทนน้ำ ยกตัวอย่างเช่นเซลล์ลิเธียมที่มีแรงดันไฟฟ้า 3 โวลต์ที่มีอยู่ทั่วไป
title: เซลล์ไฟฟ้าเคมี

text: หลักการของเซลล์เคมีไฟฟ้า คือ การเปลี่ยนจากพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยนำขั้วไฟฟ้า คือ ทองแดง และแผ่นสังกะสีจุ่มในสารซัลฟิวริกเจือจาง ขั้วไฟฟ้าทั้งสองจะทำปฏิกิริยากับสารละลายแล้วเกิดการแตกตัว โดยสังกะสีจะแตกตัวให้อิเล็กตรอนมากกว่าทองแดง ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากขั้วสังกะสีไปสู่ขั้วทองแดง ขั้วสังกะสีจะเป็นขั้วไฟฟ้าลบและมีศักย์ไฟต่ำ ส่วนขั้วทองแดงจะเป็นขั้วไฟฟ้าบวกและมีศักย์ไฟฟ้าสูง ดังนั้นจะทำให้มีกระแสอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากขั้วสังกะสีไปสู่ขั้วทองแดง จึงเกิดกระแสไฟฟ้า
title: ไฟฟ้าเคมี

text: ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเอง (spontaneous) สามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าได้เช่นในเซลล์เคมีไฟฟ้า (electrochemical cell) หรือ แบตเตอรี่ (battery) และ เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) ตัวอย่างในเซลล์เชื้อเพลิง ก๊าซออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H) จะรวมตัวกันเกิดเป็นน้ำ (HO) ความร้อนและพลังงานไฟฟ้า (electrical energy) ในทางกลับกันอิเล็กโตรไลสิส (electrolysis) ของน้ำเกิดเป็นก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนเกิดขึ้นเองไม่ได้
(non-spontaneous electrochemical reactions) ต้องใช้แรงดันไฟฟ้า (voltage) ช่วย
title: ไฟฟ้าเคมี

text: การคำนวณเหล่านี้จะมีพื้นฐานบนสมมติฐานที่ว่าปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดอยู่ในภาวะสมดุล เมื่อมีกระแสไหลในวงจร สภาวะสมดุลจะไม่ประสบความสำเร็จและมีศักย์ของเซลล์มักจะลดลงตามกลไกต่างๆ เช่นการพัฒนาของศักย์เกิน[9] นอกจากนี้เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นเมื่อเซลล์กำลังผลิตไฟฟ้า ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์จะเปลี่ยนและแรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะลดลง ผลที่ตามมาของการพึ่งพาอุณหภูมิของศักย์มาตรฐานคือว่าแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นโดยเซลล์กัลวานีก็ขึนอยู่กับอุณหภูมิเช่นกัน
title: เซลล์กัลวานี

text: ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด ครึ่งเซลล์แรกจะประกอบด้วยโลหะแข็งชนิดหนึ่ง (เรียกว่าขั้วไฟฟ้า) ที่จุ่มอยู่ในสารละลายชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยไอออนบวก หรือแคตไอออน (cation) (พร่องอิเล็กตรอน) ของโลหะที่ทำเป็นขั้วไฟฟ้า อีกครึ่งเซลล์หนึ่งจะประกอบด้วยโลหะแข็งอีกชนิดหนึ่งทำเป็นขั้วไฟฟ้าที่จุ่มอยู่ในสารละลายอีกชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยไอออนลบ หรือแอนไอออน (anion) (อิเล็กตรอนเกิน) ของโลหะที่ทำเป็นขั้วไฟฟ้านั้นเช่นกัน ทั้งสองครึ่งเซลล์จะเชื่อมถึงกันเพื่อความสมดุลของประจุจากไอออนทั้งสองแบบ ในสาระสำคัญ ภายในครึ่งเซลล์แรกจะเกิดออกซิเดชัน (oxidation) ระหว่างขั้วไฟฟ้ากับสารละลาย ทำให้สายละลายพร่องอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนที่พร่องไปสะสมที่ขั้วไฟฟ้า ภายในครึ่งเซลล์หลังจะเกิดรีดักชัน (reduction) ระหว่างขั้วไฟฟ้ากับสารละลาย ทำให้สารละลายได้รับอิเล็กตรอนเพิ่ม ทำให้ขั้วไฟฟ้าพร่องอิเล็กตรอน (เรียกว่าโฮล) ดังนั้นเมื่อเชื่อมสองครึ่งเซลล์เข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเซลล์สมบูรณ์ ปฏิกิริยาโดยรวมจึงเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ เพื่อให้เกิดความสมดุลทางเคมี สภาวะที่สมดุลสามารถเขียนเป็นสัญลักษณ์ได้ดังต่อไปนี้ (เมื่อ "M" เป็นไอออนบวกของโลหะ ซึ่งหมายถึงอะตอมที่มีประจุไม่สมดุลเนื่องจากการ การสูญเสียของอิเล็กตรอน "n" ตัว)
title: เซลล์กัลวานี

text: เซลล์ไฟฟ้าเคมี () เป็นอุปกรณ์ที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีหรือช่วยอำนวยความสะดวกในการทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีผ่านการการใช้พลังงานไฟฟ้า ตัวอย่างหนึ่งที่ใช้ร่วมกันของเซลล์ไฟฟ้าเคมีเป็นเซลล์มาตรฐาน 1.5 โวลต์ที่ผลิตขึ้นมาสำหรับการใช้งานของผู้บริโภค อุปกรณ์ชนิดนี้รู้จักกันว่าเป็นเซลล์กัลวานีเดี่ยว แบตเตอรี่จะประกอบด้วยเซลล์สองตัวหรือมากกว่าเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมหรือแบบขนาน
title: เซลล์ไฟฟ้าเคมี

text: แม้ว่าแบตเตอรี่ในช่วงต้นต้นจะมีประโยชน์อย่างมากสำหรับวัตถุประสงค์ด้านการทดลองก็ตาม แต่ในทางปฏิบัติแล้วแรงดันไฟฟ้าของพวกมันมีความผันผวนและพวกมันก็ไม่สามารถให้กระแสขนาดใหญ่ได้เป็นระยะเวลาอย่างต่อเนื่อง ส่วน เซลล์ของนีลล์ ที่คิดค้นได้ในปี 1836 โดยนักเคมีชาวอังกฤษ จอห์น เฟรเดอริก นีลล์ เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าในทางปฏิบัติครั้งแรก และกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครือข่าย โทรเลขไฟฟ้า เซลล์ของนีลล์ประกอบด้วยหม้อทองแดงที่เติมเต็มด้วยสารละลาย คอปเปอร์ซัลเฟต ที่แช่ด้วยภาชนะ ดินเผา เคลือบที่เติมเต็มด้วย กรดกำมะถัน และขั้วไฟฟ้าสังกะสี
title: แบตเตอรี่

text: แต่ละครึ่งเซลล์มีแรงดันไฟฟ้าลักษณะเฉพาะ () สสารที่เป็นทางเลือกสำหรับแต่ละครึ่งเซลล์มีหลากหลาย พวกมันจะให้ความต่างศักย์ที่แตกต่างกัน แต่ละปฏิกิริยาจะดำเนินการเพื่อการสมดุลทางเคมีระหว่างสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกันของไอออน: เมื่อเกิดความสมดุล เซลล์จะไม่สามารถให้แรงดันไฟฟ้าสูงสุดอีกต่อไป ในครึ่งเซลล์ที่กำลังเกิดออกซิเดชัน ยิ่งความสมดุลเข้าใกล้กับไอออน/อะตอมที่มีสถานะออกซิเดชันในเชิงบวกมากเท่าไร ศักย์ไฟฟ้าที่ปฏิกิริยานี้จะสร้างให้ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในทำนองเดียวกันในปฏิกิริยารีดักชัน ยิ่งความสมดุลเข้าใกล้กับไอออน/อะตอมที่มีสถานะออกซิเดชันในเชิง"ลบ"มากเท่าไร ศักย์ไฟฟ้าที่ปฏิกิริยานี้จะสร้างให้ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
title: เซลล์ไฟฟ้าเคมี

text: แรงดันไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าของเซลล์จะขึ้นอยู่กับการปลดปล่อยพลังงานของปฏิกิริยาเคมีของขั้วไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลต์ของมัน เซลล์แบบ อัลคาไลน์ และแบบ สังกะสีคาร์บอน มีปฏิกิริยาเคมีแตกต่างกัน แต่มี EMF ประมาณเดียวกันที่ 1.5 โวลต์; ในทำนองเดียวกัน เซลล์แบบ NiCd และแบบ NiMH จะมีเคมีที่แตกต่างกัน แต่มี EMF ประมาณเดียวกันที่ 1.2 โวลต์ การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้​​าเคมีที่สูงในปฏิกิริยาของสารประกอบ ลิเธียม จะเป็นผลให้เซลล์ลิเธียมมี EMF ที่ 3 โวลต์หรือมากกว่า
title: แบตเตอรี่