A szén-cink a világ elsőként kifejlesztett valóban használható kémiai áramforrása, első változatát még a XIX. században készítették el – hiába 150 éves a technológia, ma is igen elterjedt, köszönhetően megbízható működésének és alacsony árának.

Hogy működik a szén-cink elem? Szárazelemnek is szokás nevezni – ennek oka, hogy az energiacellában lévő oldófolyadék, esetünkben az ammónium-klorid a jobb vezethetőség és a biztonságosabb használat okán száraz, porózus anyaggal van pépesítve. Ha ebbe a savas péppel töltött, henger alakú, cinkből készült tartályba egy szénrudat is beleteszünk, azt látjuk, hogy a cink sokkal jobban oldódik a savban, ezért több elektron is marad rajta, mint a szénen. Mivel az elektron negatív töltésű, a cink kivezetését (ez az elem lapos vége), nevezik a negatív pólusnak, míg a másikat, a szénét (az elem kidudorodó vége), viszonylagos alapon pozitívnak. A szénrudat az elemen belül teljes hosszában barnakővel veszik körül – ezzel előzik meg az elem gyors kisülését. Ha az elemet beletesszük egy kütyübe, az technikai szempontból azt jelenti, hogy a hordozható kémiai áramforrás segítségével létrehozunk egy áramkört. Ekkor az elektronok a cinktartály felől a szénrúd felé „vándorolnak”, miközben a tartály faláról leváló cinkionok kémiai reakcióba lépnek az ammónium-klorid oldattal. A folyamat során a pozitív töltésű részecskék (ionok) a pépes oldaton, vagyis az elektroliton keresztül mozognak a szénrúd felé, ahol az oda átáramlott elektronokat felhasználva a barnakő anyagával (mangán-dioxid) lépnek reakcióra. Ezzel zárul az áramkör az elemen belül. A savban oldódó szén és cink közötti feszültségkülönbség alapján (a széné 0,6 V, a cinké 2,3 V) egy szén-cink cella üzemi feszültsége 1,5 volt körül alakul.

Amennyiben elektromos készülékünk ennél nagyobb feszültségen üzemel, több cellát összekapcsolva érhetjük el a kívánt értéket. Ennek megfelelően, ha sorba kötünk 3 db szén-cink elemet, 4,5 V-os laposelemet kapunk, ha 6 db-ot, akkor pedig 9 V-osat – de az ilyesmit bízza inkább szervizünkre!

Mihez ajánljuk? Bizonyos, kis áramforrás igényű, de állandó jelleggel használt eszközökbe nem csak lehetséges, de kifejezetten ajánlott is a szén-cink elemek használata! Ébresztő- vagy faliórákhoz, számológépekhez vagy kisebb zseblámpákhoz, kis energiaigényű számítógép-perifériákhoz (pl. vezeték nélküli egér), egyszerűbb elektromos gyerekjátékokhoz, távirányítókhoz.