Хімічні джерела струму

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

Вступ

1. Гальванічні джерела струму

2. Винахід гальванічних елементів

3. Акумулятори

Висновки

Список використаних джерел

ВСТУП

Хімічні джерела струму (ХДС) протягом багатьох років міцно увійшли в наше життя. У побуті споживач рідко звертає увагу на відмінності використовуваних ХДС. Наприклад, батарейки і акумулятори. Зазвичай вони використовуються в пристроях таких, як кишенькові ліхтарі, іграшки, радіоприймачі або автомобілі.

У тому випадку, коли споживана потужність порівняно велика (10Ач), використовуються акумулятори, в основному кислотні, а також нікель-залізні і нікель-кадмієві. Вони застосовуються в портативних ЕОМ (Laptop, Notebook, Palmtop), у засобах зв'язку, аварійному освітленні і т.д..

В останні роки такі акумулятори широко застосовуються в резервних джерелах живлення ЕОМ і електромеханічних системах, що накопичують енергію для можливих пікових навантажень і аварійного живлення електроенергією життєво-важливих систем.

1. ГАЛЬВАНІЧНІ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ

Гальванічні джерела струму одноразової дії являють собою уніфікований контейнер, в якому знаходяться електроліт, абсорбований активним матеріалом сепаратора, і електроди (анод і катод), тому вони називаються сухими елементами. Цей термін використовується стосовно всіх елементів, що не містить рідкого електроліту. До звичайних сухих елементів відносяться вуглецево-цинкові елементи.

Сухі елементи застосовуються при малих токах і переривчастих режимах роботи. Тому такі елементи широко використовуються в телефонних апаратах, іграшках, системах сигналізації та ін.

Дія будь-якого гальванічного елемента заснована на протіканні в ньому окислювально-відновної реакції. У простому випадку гальванічний елемент складається з двох пластин або стрижнів, виготовлених з різних металів і занурених у розчин електроліту. Така система робить можливим просторовий поділ окислювально-відновлювальної реакції: окислення протікає на одному металі, а відновлення - на другому. Таким чином, електрони передаються від відновлювача до окислювача по зовнішньому ланцюзі.

Розглянемо як приклад мідно-цинковий гальванічний елемент, що працює за рахунок енергії в реакції між цинком і сульфатом міді. Цей елемент (елемент Якобі-Даніеля) складається з мідної пластини, зануреної в розчин сульфату міді (мідний електрод), і цинкової пластини, зануреної в розчин сульфату цинку (цинковий електрод). Обидва розчини стикаються один з одним, але для попередження змішування вони розділені перегородкою, виготовленою з пористого матеріалу.

Під час роботи елемента, тобто при замкнутому ланцюзі, цинк окислюється: на поверхні його зіткнення з розчином атоми цинку перетворюються в іони, які гідратуючись, переходять в розчин. Вивільнені при цьому електрони рухаються по зовнішньому ланцюзі до мідного електрода. Вся сукупність цих процесів схематично зображається рівнянням напів реакціі, або електрохімічним рівнянням:

Zn = Zn2 + + 2e-

На мідному електроді протікає відновлення іонів міді. Електрони, які приходять сюди від цинкового електрода, з'єднуються з вихідними з розчину дегідратуючими іонами міді; утворюються атоми міді, які виділяються у вигляді металу. Відповідне електрохімічне рівняння має вигляд:

Cu2 + + 2e-= Cu

Сумарне рівняння реакції, що протікає в елементі, вийде при складанні рівнянь обох напівреакцій. Таким чином, при роботі гальванічного елемента, електрони від відновлювача переходять до окислювача із зовнішнього ланцюга, на електродах йдуть електрохімічні процеси, в розчині спостерігається спрямований рух іонів.

Електрод, на якому протікає окислювання, називається анодом (цинк).

Електрод, на якому протікає відновлення, називається катодом (мідь).

Впринципі електричну енергію може дати будь-яка окислювально-відновна реакція. Проте, число реакцій, практично використаних у хімічних джерелах електричної енергії, невелике. Це пов'язано з тим, що не всяка окислювально-відновлювальна реакція дозволяє створити гальванічний елемент, що володіє технічноцінними властивостями. Крім того, багато окислювально-відновніреакції вимагають витрати дорогих речовин.

На відміну від мідно-цинкового елемента, у всіх сучасних гальванічних елементах і акумуляторах використовують не два, а один електроліт; такі джерела струму значно зручніші в експлуатації.

Типи гальванічних елементів

Вугільно-цинкові елементи

Вугільно-цинкові елементи (марганець-цинкові) є найпоширенішими сухими елементами. У вугільно-цинкових елементах використовується пасивний (вугільний) колектор струму вконтакті з анодом з двоокису марганцю (MnO2), електроліт з хлориду амонію і катодом з цинку. Електроліт знаходиться в пастоподібному стані або просочує пористу діафрагму.

Такий електроліт мало рухливий і не розтікається, тому елементи називаються сухими.

Вугільно-цинкові елементи "відновлюються" на протязі перерви в роботі. Це явище обумовлене поступовим вирівнюванням локальних неоднорідностей в композиції електроліту, що виникають у процесі розряду. У результаті періодичного "відпочинку" термін служби елемента продовжується.

Первагою вугільно-цинкових елементів є їх відносно низька вартість. До істотних недоліків слід віднести значне зниження напруги при розряді, невисоку питому потужність (5 ... 10 Вт/кг) та малий термін зберігання.

Низькі температури знижують ефективність використання гальванічних елементів, а внутрішній розігрів батареї його підвищує. Підвищення температури викликає хімічну корозію цинкового електрода водою, що міститься в електроліті, і висихання електроліту.

Ці фактори вдається трохи компенсувати витримкою батареї при підвищеній температурі і введенням в середину елементу, через заздалегідь пророблений отвір, сольового розчину.

Лужні елементи

Як і в вугільно-цинкових, в лужних елементах використовується анод з

MnO2 і цинковий катод з розділеним електролітом.

Відмінність лужних елементів від вугільно-цинкових полягає в застосуванні лужного електроліту, в наслідок чого газовиділення при розряді фактично відсутня, і їх можна виконувати герметичними, що дуже важливо для цілого ряду їх застосувань.

Ртутні елементи

Ртутні елементи дуже схожі на лужні елементи. У них використовується оксид ртуті (HgO). Катод складається з суміші порошку цинку та ртуті. Анод і катод розділені сепаратором і діафрагмою, просоченої 40% розчином лугу.

Так як ртуть дефіцитна і токсична, ртутні елементи не слід викидати після їх повного використання. Вони повинні надходити на вторинну переробку.

Срібні елементи

Вони мають "срібні" катоди з Ag2O і AgO.

Літієві елементи

У них застосовуються літієві аноди, обмежені електролітні катоди з різних матеріалів. Вони мають дуже великі терміни зберігання, високу щільність енергії і працездатні в широкому інтервалі температур, оскільки не містять води.

Так як літій володіє найвищим негативним потенціалом по відношенню до всіх металів, літієві елементи характеризуються найбільшою номінальною напругою при мінімальних габаритах.

Іонна провідність забезпечується введенням в розчини солей, що мають аніони великих розмірів.

До недоліків літієвих елементів слід віднести їх відносно високу вартість, обумовлену високою ціною літію, особливими вимогами до їх виробництва (необхідність інертної атмосфери, очищення неводних розчинників).

Слід також враховувати, що деякі літієві елементи при їх розтині вибухонебезпечні.

Літієві елементи широко застосовуються в резервних джерелах живлення схем пам'яті, вимірювальних приладах та інших високо технологічних системах.

2. ВИНАХІД ГАЛЬВАНІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

До винаходу гальванічних елементів єдиним джерелом електрики були електричні електростатичні машини (назва походить від грецького слова “електрон” - бурштин; зі старовини була відома здатність шматків бурштину заряджатися при терті і притягати легкі предмети). У цих машинах електричний заряд виникає за рахунок тертя.

Створенню постійних джерел струму сприяло відкриття, зроблене наприкінці XVІІІ в. італійським професором анатомії Луїджи Гальвані.

Гальвані препарував жабу, а неподалік стояла електростатична машина. Коли вістря скальпелю торкнулося стегнових нервів, то, як писав Гальвані, “негайно всі м'язи кінцівок почали так скорочуватися, що здавалися запалими в найсильніші тонічні судороги”. Помічник Гальвані помітив, що в цей самий момент між полюсами машини проскочила іскра.

Такі ж результати були згодом отримані і на інших тваринах і не тільки холоднокровних. Електричну машину в досліді з жабою цілком міг замінити розряд у лейденській банці і, як згодом з'ясувалося, атмосферний розряд - блискавка. Гальвані пояснив це незвичайне явище існуванням деякої “тваринної електрики”. На його думку, м'язи і нерви утворюють як би дві обкладки лейденської банки і можуть накопичувати електрику.

Дійсно, так і відбувається в електричних риб і скатів: у них є досить ємні природні конденсатори. Але це стало відомо набагато пізніше. Гальвані ж, сам того не підозрюючи, передбачив досвіди німецького фізика Генріха Рудольфа Герца, що за допомогою іскри одержав радіохвилі, а потім зміг їх прийняти на відстані декількох метрів. Тільки в Герца приймачем служив дротовий прямокутник - антена з іскровим проміжком (дуже слабкі іскорки в приймачі він спостерігав у темряві за допомогою лупи), тоді як у Гальвані роль антени виконував скальпель, а детектором був нерв жаби.

Однак у деяких досвідах жаб'ячі м'язи скорочувалися без усяких видимих причин: ні грози, ні електричної машини поблизу не було. Виявилося, що це відбувається в тих випадках, коли м'яз і нерв з'єднані металевим дротом, і особливо сильно - якщо цей дріт складений із двох різних металів; сильніше інших діяла пара залізо-срібло.

Розкрити природу відкритого Гальвані явища вдалось італійському фізику Алессандро Вольта. Спочатку він узагалі не повірив Гальвані, але, повторивши його досліди, переконався в тім, що явище дійсне існує. Однак досліди з дротом він пояснив зовсім інакше: електрика виникає при контакті різних металів, а жаба - це просто дуже чуттєвий прилад для виміру і до утворення електрики як такого відношення не має. Дослідницьким шляхом Вольта розташував метали в ряд таким чином, що чим далі один від одного вони в цьому ряді, тим більше сильний ефект роблять. Хіміки з подивом знайшли, що в такому ж порядку змінюється і хімічна активність металів. В даний час цей ряд називається рядом напруг металів або електродних потенціалів. В основних рисах він має вид Lі… Mg… Zn… Fe… Sn… H… Cu… Ag… Au.

Вольта, крім жаби, використовував і інші способи виміру, наприклад, власний язик: він клав на нього золоту чи срібну монету, а під язик - мідну. Як тільки дві монети з'єднували шматочком дроту, відразу ж у роті відчувався кислий смак, знайомий кожному, хто пробував “на язик” контакти батарейки для кишенькового ліхтаря. Щоб підсилити ефект, Вольта з'єднував пари металів послідовно, так що вийшов ланцюжок, названа по імені винахідника “вольтовым стовпом”. Спочатку це були чашечки з розчином кислоти, у яку були опущені металеві смужки, потім - кружечки з цинку і міді (чи срібла), розділені прокладками з папера, тканини, що були пропитані розчином лугу або просто розсолом.

Введення в електричний ланцюг розчинів (Вольта назвав їх провідниками другого роду на відміну від металів - провідників першого роду) виявилося вирішальним у винаході Вольта. У пам'ять про Гальвані, що помер у 1798, Вольта назвав свої елементи гальванічними. Незабаром англійський хірург і хімік Энтони Карлейль виготовив вольтов стовп із 36 послідовно з'єднаних цинкових кружків і монет У перших дослідах з батареєю спостерігалося розкладання води з утворенням газів.

Відомий англійський хімік Гемфрі Дэві виготовив вольтов стовп із мідних і цинкових пластинок, розділених водяним розчином аміаку. Перша його батарея складалася з 60 таких елементів, а через кілька років довів їхню кількість до тисячі. За допомогою цієї батареї він провів знамениті досвіди по виділенню нових елементів - лужних і лужноземельних металів.

Ще більш грандіозну батарею побудував за кілька років до Дэві росіянин фізик-самовучка Василь Володимирович Петров. У 1802 році він створив батарею, що складається з 4200 мідних і цинкових пластин. Між металевими кружками прокладалися картонні кружки, просочені розчином хлориду амонію. “Стовп Петрова”, на відміну від вольтова стовпа, розташовувався горизонтально в сухих вузьких дерев'яних шухлядках. Уся батарея була складена з чотирьох рядів, кожен довжиною близько 3 м, з'єднаних послідовно мідними дужками. Про важкість роботи з цією батареєю свідчить такий факт: щоб очистити тільки 40 пластин після їхнього окислювання помічнику Петрова було потрібно не менш години! Теоретично така батарея може давати напругу до 2500 вольт. За допомогою цієї гігантської батареї Петров провів безліч дослідів: він розкладав різні речовини, у тому числі органічні, а також оксиди металів - ртуті, свинцю й олова. У 1803 Петров вперше у світі одержав електричну дугу і вказав на можливість її практичного застосування; так, з її допомогою йому вдалося розплавити метали, яскраво висвітлювати великі приміщення.

При роботі гальванічного елемента, коли через нього і через зовнішній ланцюг йде струм, напруга на електродах знижується; це зниження за законом Ома залежить від внутрішнього опору елемента (звичайно воно складає від 1 до 20 Ом) і від сили струму. Для деяких елементів це зниження невелике і не перевищує 0,1 В, для інших може бути значно великим. Стосовно до джерел струму зниження напруги на електродах при роботі елемента називається поляризацією. Вона залежить від хімічної природи і конструкції електродів, від складу і концентрації електроліту, щільності струму, температури. Так називана хімічна поляризація часто спостерігається при виділенні на електродах водню і кисню. Величина такої поляризації в дуже сильному ступені залежить від матеріалу електрода. Наприклад, якщо в елементі Вольта замінити мідний електрод на платиновий, то напруга елемента зросте майже на 0,5 В. Якщо ж замість мідного електрода узяти свинцевий, то напруга, навпаки, упаде приблизно на 0,6 В. Різниця між експериментальним і теоретичним потенціалом електрода для даної концентрації іонів водню і щільності струму називається перенапругою водню на цьому електроді. Поляризація відіграє роль і в процесах електролізу: якби її зовсім не було, розряд іонів водню йшов би вже при дуже малій напрузі на електродах, чого не спостерігається.

Значно удосконалив гальванічний елемент і зробив його зручним для практичного використання французький інженер Жорж Лекланше в 1867 Як деполяризатор він використовував діоксид марганцю, що на катоді відновлюється, перешкоджаючи виділенню газоподібного водню:

MnО2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O.

Спочатку електролітом служив водяний розчин хлориду амонію; потім Лекланше став використовувати електроліт, загущений клейстером.

В даний час елементи Лекланше - найдешевші, і випускаються мільярдами. Цьому сприяє приступність і дешевина сировини: цинк дешевше міді, а MnО2 - найпоширеніша сполука марганцю в природі (мінерал піролюзит).

Створюємо гальванічний елемент

Візьмемо мідну й цинкову пластинки та очистимо їхні поверхні. Між пластинками покладемо тканину, змочену в слабкому розчині сульфатної кислоти. Виготовлений пристрій являє собою найпростіше хімічне джерело електричного струму -- гальванічний елемент. Якщо з'єднати нластинки через гальванометр (чутли-нн іі електровимірювальний прилад, який часто використовують як індикатор наявності слабкого електричного струму), то прилад зафіксує наявність струму.

Нагадаю, що уперше гальванічний елемент створив італійський учений фізика. Вольта і назвав його на честь свого співвітчизника Л. Ґальвані.

Зараз широко поширені такі гальванічні елементи:

Тип	ЕР С (В)	Переваги
вугільно-цинкові (сольові)	1,5	дешеві
лужні (жаргонна назва - алкалінові)	1,6	високий струм, ємні
нікельоксігідроксідние (NiOOH)	1,6	високий струм, дуже ємні
літієві	3,0	дуже високий струм, дуже ємні

Поширені сольові та лужні елементи наступних типорозмірів :

Американське назва	НазваМЕК	Назва ГОСТ	Повсякденна назва
AAAA	R61
AAA	R03	286	мізинчик, мікропальчік
AA	R6	316	пальчик
C	R14	343	дюймовочка
D	R20	373	велика, бочка

3. АКУМУЛЯТОРИ

Акумулятори є хімічними джерелами електричної енергії багаторазової дії. Вони складаються з двох електродів (позитивного і негативного), електроліту і корпуса. Накопичення енергії в акумуляторі відбувається при протіканні хімічної реакції окислення-відновлення електродів. При розряді акумулятора відбуваються зворотн іпроцеси. Напруга акумулятора - це різниця потенціалів між полюсами акумулятора при фіксованому навантаженні.

Для отримання досить великих значень напруг або заряду окремі акумулятори з'єднуються між собою послідовно або паралельно в батареї. Існує ряд загальноприйнятих напруг для акумуляторних батарей: 2; 4; 6; 12; 24 В.

Обмежимося розглядом наступних акумуляторів: кислотних акумуляторів, виконаних за традиційною технологією; стаціонарних свинцевих і приводних (автомобільних і тракторних); герметичних не обслуговуваних акумуляторів, герметичних нікель-кадмієвих і кислотних "dryfit" А400 і А500 (желеподібний електроліт).

Кислотні акумулятори

В якості прикладу розглянемо готовий до вживання свинцевий акумулятор. Він складається з гратчастих свинцевих пластин, одні з яких заповнені діоксидом свинцю, а інші - металевим губчастим свинцем.

Пластини занурені у 35-40% розчин H2SO4; при цій концентрації питома електропровідність розчину сірчаної кислоти максимальна.

Під час роботи акумулятора - при його розряді - в ньому протікає окислювально-відновлювальна реакція, в ході якої металевий свинець окислюється:

2 -

Pb + SO4 = PbSO4 + 2e-

А діоксид свинцю відновлюється:

2 -

Pb + SO4 + 4H + + 2e-= PbSO4 + 2H2O

Електрони, віддають атоми металевого свинцю при окисленні, приймаються атомами свинцю PbO2 при відновленні; електрони передаються від одного електрода до іншого по зовнішньому ланцюзі.

Таким чином, металевий свинець служить в свинцевому акумуляторі анодом і заряджений негативно, а PbO2 служить катодом і заряджений позитивно.

У внутрішньому ланцюзі (у розчині H2SO4) під час роботи акумуляторасвідбувається перенесення іонів. Іони SO42 - рухаються до анода, а іони H + - до катода. Напрям цього руху обумовлено електричним полем, що виникають в результаті протікання електродних процесів: у анода витрачаються аніони, а у катода - катіони. У підсумку розчин залишається електронейтральним.

Якщо скласти рівняння, що відповідають окисленню свинцю і відновленню PbO2, то вийде сумарне рівняння реакції, що протікає в свинцевому акумуляторі при його роботі (розряді):

2 -

Pb + PbO2 + 4H + + 2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O

Е.р.с. зарядженого свинцевого акумулятора дорівнює приблизно 2В. За мірою розряду акумулятора матеріали його катода (PbO2) і анода (Pb) витрачаються. Витрачається і сірчана кислота. При цьому напруга на затискачах акумулятора падає. Коли вона набуває меншого значення, що допускається умовами експлуатації, акумулятор знову заряджають.

Для зарядки (або заряду) акумулятор підключають до зовнішнього джерела струму (плюсом до плюса і мінусом до мінуса). При цьому струм протікає через акумулятор у напрямку, зворотному тому, в якому він проходив при розряді акумулятора. У результаті цього електрохімічні процеси на електродах "звертаються". На свинцевому електроді тепер відбувається процес відновлення:

2 -

PbSO4 + 2e-= Pb + SO4,

тобто цей електрод стає катодом. На електроді з PbO2 йде процес окислення:

PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H + + 2e-

Отже, цей електрод є тепер анодом. Іони в розчині рухаються у напрямках, зворотних тим, в яких вони переміщувалися при роботі акумулятора.

Якщо скласти два останні рівняння, отримаємо рівняння реакції, що протікає при зарядці акумулятора:

2 -

2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 4H + + 2SO4

Неважко помітити, що цей процес протилежний тому, який протікає при роботі акумулятора: при зарядці акумулятора в ньому знову виходять речовини, необхідні для його роботи.

Свинцеві акумулятори звичайно з'єднують в батареєю, яку поміщають в моноблок з ебоніту, термопласту, поліпропілену, полістиролу, поліетилену, асфальтопековой композиції, кераміки або скла.

Однією з найважливіших характеристик акумулятора є термін служби або ресурс-напрацювання (число циклів). Погіршення параметрів акумулятора і вихід з ладу обумовлені в першу чергу корозією решітки та зповзанням активної маси позитивного електроду. Термін служби акумулятора визначається в першу чергу типом позитивних пластин і умовами експлуатації.

Удосконалення свинцевих акумуляторів йде шляхом вишукування нових сплавів для решіток (наприклад свинцево-кальцієвих), полегшених і міцних матеріалів корпусів (наприклад, на основі сополімера пропілену та етилену), поліпшення якості сепараторів.

Лужні акумулятори

Срібно-цинкові

Наділені гарними електричними характеристиками, мають малу масу і обсяг. У них електродами служать оксиди срібла Ag2O, AgO (катод) і губчастий цинк (анод); електролітом служить розчин KOH.

Під час роботи акумулятора цинк окислюється, перетворюючись на ZnO і Zn (OH)2, а оксид срібла відновлюється до металу. Сумарну реакцію, яка протікає при розряді акумулятора, можна наближено виразити рівнянням:

AgO + Zn = Ag + ZnO

Е.р.с. зарядженого срібно-цинкового акумулятора приблизно дорівнює 1,85 В. При зниженні напруги до 1,25 В акумулятор заряджають. При цьому процесі цинк відновлюється, срібло окислюється - знову виходять речовини, необхідні для роботи акумулятора.

Кадмієво-нікелеві і залізно-нікелеві

КН і ЖН дуже подібні між собою. Основна їх відмінність полягає в матеріалі пластин негативного електрода; в акумуляторах КН вони кадмієві, а в акумуляторах ЖН - залізні. Найбільш широке застосування мають акумулятори КН.

Лужні акумулятори в основному випускаються з ламельних електродів.

У них активні маси укладені в ламелі - плоскі коробочки з отворами.

Активна маса позитивних пластин зарядженого акумулятора в основному складається з гідротованогоо оксиду нікелю (Ш) Ni2O3 x H2O або NiOOH. Крім того, в ній міститься графіт, що додається для збільшення електропровідності. Активна маса негативних пластин акумуляторів КН складається з суміші губчатого кадмію з порошком заліза, а акумуляторів ЖН - з порошку відновленого заліза. Електролітом служить розчин гідроксиду калію, що містить невелику кількість LiOH.

Розглянемо процеси, що протікають при роботі акумулятора КН. При розряді акумулятора кадмій окислюється.

Cd + 2OH-= Cd (ОН) 2 + 2е-

А NiOOH відновлюється:

2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni (ОН) 2 + 2ОН-

На зовнішньому ланцюзі при цьому відбувається перенесення електронів від кадмієвого електрода до нікелевого. Кадмієвий електрод служить анодом і заряджений негативно, а нікелевий - катодом і заряджений позитивно.

Сумарну реакцію, що протікає в акумуляторі КН при його роботі, можна виразити рівнянням, яке вийде при складання двох останніх електрохімічних рівнянь:

2NiOOH + 2H2O + Cd = 2NI (OH) 2 + CD (OH) 2

Е.р.с. зарядженого кадмієво-нікелевого акумулятора дорівнює приблизно 1,4 В. У міру роботи (розряду) акумулятора напруга на його затискачах падає. Коли вона стає нижче 1В, акумулятор заряджають.

Під час зарядки акумулятора електрохімічні процеси на його електродах "звертаються". На кадмієвому електроді відбувається відновлення металу

Cd (OH) 2 + 2e-= CD + 2OH-

На нікелевому - окислення гідроксиду нікелю (П):

2Ni (OH) 2 + 2OH-= 2NiOOH + 2H2O + 2e-

Сумарна реакція при зарядці обернено реакції, що протікає прирозряді:

2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2 = 2NiOOH + 2H2O + Cd

Особливу групу нікель-кадмієвих акумуляторів становлять герметичні акумулятори.

Герметичні акумулятори поділяються на дискові, циліндричні і прямокутні.

Герметичні прямокутні нікель-кадмієві акумулятори виробляються з негативними неметалокерамічними електродами з оксиду кадмію або з металокерамічними кадмієвими електродами.

Герметичні акумулятори

Широко поширені кислотні акумулятори, виконані за класичною технологією, доставляють багато клопоту і роблять шкідливий вплив на людей і апаратуру. Вони найбільш дешеві, але вимагають додаткових витрат на їх обслуговування, спеціальних приміщень і персонал.

Акумулятори технології "DRYFIT"

Найбільш зручними і безпечними з кислотних акумуляторів є герметичні акумулятори.

VRLA (Valve Regulated Lead Acid) вироблені за технологією "dryfit". Електроліт в цих акумуляторах знаходиться в желеподібному стані. Це гарантує надійність акумуляторів і безпеку їх експлуатації.

ВИСНОВКИ

Виконуючи дану роботу, я дізналася, що гальванічний елемент -- це електрохімічна комірка, названа на честь Луїджі Гальвані; джерело живлення, в якому використовується різниця електродних потенціалів двох металів, занурених у електроліт. Гальванічний елемент є непідзарядним хімічним джерелом електроенергії.

Як правило, він складається з двох різних металів, з'єднаних за допомогою сольового містка, а окремі половини комірки відокремлені одна від одної пористою мембраною.

Наприклад, це може бути цинковий і мідний електроди, занурені в розчин сірчаної кислоти. Кожен із електродів зокрема разом із електролітом, в який він занурений, утворює напівелемент.

На поверхні кожного з металів, занурених в електроліт, утворюється подвійний електричний шар внаслідок переходу частини атомів металу в розчин у вигляді йонів. Як наслідок, кожен із металів одержує електричний заряд. Якщо з'єднати електроди провідником, то заряд стікатиме від електрода з більшим потенціалом, до електрода з меншим потенціалом, утворюючи електричний струм. При цьому потенціали електродів вирівнюватимуться, що призведе до порушення рівноваги між електродом і електролітом. Це, в свою чергу, викликає перехід нових атомів із електроду в електроліт. В результаті в замкненому колі підтримується електричний струм, який супроводжується розчиненням електродів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

гальванічний елемент струм акумулятор

1. Деордіев С.С. Батареї та догляд за ними. К.: Техніка, 1985. 136 с.

2. Електротехнічний довідник. У 3-х т. Т.2. Електротехнічні вироби та пристрої/підзаг. ред. професорів МЕІ (гл. ред. И. Н. Орлов) та ін 7 изд. 6 испр. ідоп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 712 с.

3. Н.Л. Глінка. Загальна хімія. Видавництво "Хімія" 1977.

4. Багоцький В.С., Скундін А.М. Хімічні джерела струму. М.: Энергоиздат, 1981. 360 с.

Размещено на Allbest.ru

...