Pašreizējie avoti ķīmiskā. Veidi ķīmiskās pašreizējo avotiem un ierīces

Current avoti , ķīmisko (saīsināti HIT) - adaptācija, kurā enerģija no oksidēšanās-reducēšanās reakcijas tiek pārvērsta elektriskajā enerģijā. Viņu citi vārdi - elektroķīmiskās šūnas, galvanisks šūnu , elektroķīmiskās šūnas. To darbības princips ir šāds: mijiedarbība abu reaģentu izraisa ķīmisku reakciju ar nemainīgu elektriskās strāvas jaudu piešķiršanu. Citos koda process ģenerēšanas elektrības strāvu notiek daudzpakāpju shēmu. Pirmais atbrīvots siltuma enerģiju, tad tas tiek pārveidots mehāniskā un tikai tad par elektrisko enerģiju. Priekšrocība HIT - viena posmu process, proti, elektroenerģijas tiek iegūti tieši, apejot soļus nodrošina siltuma un mehāniskās enerģijas.

stāsts

Kā radās pirmais strāvas avotu? ķīmiskie avoti tika saukta galvaniskās šūnas pēc itāļu zinātnieks astoņpadsmitā gadsimta - Luigi Galvani. Viņš bija ārsts, anatoms, fiziologs un fiziķis. Viena no jomām, viņa pētījumiem bija izpētīt reakciju dzīvnieku uz dažādām ārējām ietekmēm. Ķīmiskā metode elektrības ražošanā ir atvērts Galvani nejauši, viens no viņa eksperimentiem uz vardes laikā. Tā ir savienota ar neapstrādātu nerva varde kājās divas metāla plāksnes. Kad tas notika muskuļu kontrakcijas. Pašu skaidrojums par šo fenomenu Galvani bija nepareizi. Bet par viņa eksperimentu un novērojumu rezultāti palīdzēja viņa tautietis Alessandro Volta turpmākajos pētījumos.

Volta izskaidroja savā darbā teoriju rašanās elektriskās strāvas caur ķīmiskā reakcijā starp diviem metāliem kontaktā ar muskuļu audiem varde. Pirmais ķīmisko strāvas avotu izskatījās traukā ar sāls šķīdumu, ar plāksnēm iegremdēti tajā no cinka un vara.

Jo rūpnieciskā mēroga CCS sāka ražot otrajā pusē deviņpadsmitajā gadsimtā, pateicoties francūzi Leklanshe kurš izgudroja primārās mangāna cinka šūnas ar sāls elektrolītu, nosaukts pēc viņa. Pēc dažiem gadiem, tas ir uzlabots elektroķīmiskās šūnas citiem zinātniekiem un tā ir vienīgā primāro ķīmiskie strāvas avoti līdz 1940. gadam.

Dizains un ekspluatācija HIT

ķīmisko strāvas avotu ierīce ietver divus elektrodus (diriģenti pirmā veida) un elektrolītu, kas iejaucas (diriģents otrā veida vai jonu pavadonim). Uz robežas elektronisko potenciāla rodas starp tiem. Elektrods, kurā reducējošais līdzeklis ir oksidēts sauc anoda, un viens, kurā oksidētājs atgūšana - katods. Kopā ar elektrolītu, tie veido elektroķīmiskās sistēmu.

Blakus produkts no oksidēšanās-reducēšanās reakciju starp elektrodiem ir notikums no elektrisko strāvu. Šīs reakcijas laikā reducētājs oksidējas un oksidanta dod elektroni, kas akceptē tos un sakarā ar to tiek atjaunota. Elektrolīta starp katodu un anodu klātbūtne ir priekšnoteikums reakcija. Ja vien sajauc kopā pulveri divu dažādu metālu, nav elektriskā izlāde nenotiek, visa enerģija tiks izlaists par siltumu. Elektrolīts ir nepieciešams racionalizēt procesu elektronu nodošanu. Visbiežāk darbojas sāls šķīdumu vai kausējumu tās kvalitāti.

Elektrodi izskatās metāla plāksni vai režģi. Pēc to iegremdēšanas elektrolītu rodas elektrisko potenciālu starpība starp tām - atvērto ķēdes sprieguma. Anods ir tendence uz elektronu ietekmes un katodu - to pieņemšanas. Uz to virsmas ķīmiskā reakcija sākas. Viņi apturēja atvēršanu ķēdes, kā arī, ja viens no reaģentiem patērēts. Breaking notiek pēc izņemšanas viena no elektrodiem vai elektrolītu.

Sastāvs elektroķīmiskās sistēmas

Pašreizējo avotiem ķīmiskās oxidants tiek izmantoti kā skābeklis skābes sāļiem, skābekļa, halogenīdi, augstākas metāla oksīdu nitroorganic savienojuma un t. D. redukcijas aģentus tajā ir metālu un to mazos oksīdi, ūdeņradis, un ogļūdeņraži. Kā lieto elektrolītus:

1. Ūdens šķīdumi skābju, sārmu, sāls un tā tālāk. D.
2. Neūdens šķīdumu ar jonu vadītspēju, kas iegūti, izšķīdinot sāli organisko vai neorganisko šķīdinātāju.
3. sāls kūst.
4. Solid savienojumi, kas satur jonu režģa, kur viens no kustīgās joniem.
5. Matrix elektrolīti. Šis šķidrais šķīdumi vai kūst atrodas porās cietā non-conductive organismā - elektronositelya.
6. Jonu apmaiņas elektrolītus. Šī cietā saikne ar fiksētu jonu grupu paša zīmi. cita pazīme Jonu turpretī mobilo. Šī īpašība padara to vadītspēju elektrolīta vienpolāri.

galvanisks akumulatoru

Ķīmiskie pašreizējie avoti sastāv no elektroķīmiskās šūnas - šūnas. Spriedze vienā no šīm šūnām ir neliels - no 0,5 līdz 4V. Atkarībā no vajadzības, HIT izmantot galvanisko bateriju, kas sastāv no vairākiem sērijveidā savienots elementiem. To dažreiz izmanto paralēli vai sēriju, paralēli savienojumu no vairākiem elementiem. Ar sērijas ķēdē vienmēr ietver tikai tādus pašus galvaniskie elementi vai baterijas. Tām vajadzētu būt paši parametri ir: elektroķīmiskā sistēma, dizains, procesa izmaiņas un izmēru. Par paralēlo slēgumu ir iespējams izmantot elementus dažādu izmēru.

klasifikācija HIT

Ķīmiskie avoti atšķiras:

• izmērs;
• konstrukcija;
• reaģenti;
• Daba energoobrazuyuschey reakcija.

Šie parametri noteikt veiktspēju CCS piemērotas konkrētam pielietojumam.

Klasifikācija elektroķīmiskās šūnas, pamatojoties uz atšķirībām darbības princips. Atkarībā no šiem parametriem, atšķirt:

1. Primārie ķīmiskie avoti - vienreizējās lietošanas priekšmetus. Viņiem ir noteiktas akciju reaģentus, kas tiek patērēts reakcijā. Pēc šādas pilnīgas izlādes šūnas zaudē efektivitāti. Citā primāro HIT sauc galvaniskās šūnas. Faithful vienkārši viņiem piezvanīt - elementu. Vienkāršākais piemērs primārā enerģijas avota - "Battery" AA.
2. Uzlādējamās ķīmiskie pašreizējās avoti - baterijas (ko sauc arī vidusskolas, atgriezeniska HIT) ir atkārtoti lietojami elementi. Ar garām strāvu no ārējā kontūra pretējā virzienā caur akumulatora pēc pilnīgas izlādes izlietotās reaģenti tiek reģenerētas atkal uzkrājot ķīmisko enerģiju (tiek uzlādēts). Sakarā ar iespēju iekasēšanas no ārēja nemainīgu pašreizējo avota ierīce tiek izmantota ilgu laiku, ar pārtraukumiem, lai uzlādētu. No radot elektrisko enerģiju process tiek saukts par akumulators izlādes. Tie ietver HIT baterijas daudzu elektronisko ierīču (klēpjdatoriem, mobilajiem tālruņiem un N. utt.).
3. Termiskā ķīmiskie avoti - ierīces nepārtrauktas darbības. Darbības laikā ir nepārtraukta plūsma jaunu partijām reaģentu un noņemšana reakcijas produkti.
4. The combined (polutoplivnyh) elektroķīmiskās šūnas ir krājumus viens no reaģentiem. Otrais Ierīce tiek piegādāta uz ārpusi. No ierīces dzīve ir atkarīga no pirmās reaģēt spējīgu vielu piegādi. Kombinētie ķīmiskie avoti elektriskās strāvas tiek izmantotas kā baterijas, ja ir iespēja atjaunot savu maksu, izejot strāvu no ārēja avota.
5. HIT atjaunojamās uzlādēts mehāniski vai ķīmiski. Par tiem, ir iespējams nomainīt pēc pilna maksa pavadīja reaģentus par jauniem porcijās. Tas nozīmē, ka tie nav nepārtrauktās ierīces, kā arī, piemēram, baterijas regulāri uzpildīt.

raksturojums HIT

Galvenās īpašības ķīmisko strāvas avotu ietver:

1. Ķēdes spriegums (OCV vai produkta izlaišanas spriegums). Šis līmenis galvenokārt ir atkarīgs no elektroķīmiskās sistēmas (kombinācija ar reducētāju, oksidētājs un elektrolītu). Arī OCV ietekmē elektrolītu koncentrāciju, pakāpi izlādes, temperatūras un citi. OCV atkarīgs vērtību strāvas plūst caur HIT.
2. Power.
3. Izlādes strāva - atkarībā no ārējā kontūra pretestību.
4. Ietilpība - maksimālā elektroenerģijas daudzums, kas sniedz HIT, kad tas ir pilnīgi izlādējies.
5. Enerģijas saturs - ne vairāk enerģijas saņemts pilnā izlādes ierīci.
6. Enerģijas īpašības. Par baterijām, tas galvenokārt ir garantēta skaits maksa izlādes cikliem, nepazeminot sprieguma vai uzlādes jauda (resursu).
7. Temperatūras diapazons sniegumu.
8. Storage laiks - maksimālā summa laika starp ražošanu un pirmo izlādes ierīces.
9. Kalpošanas laiks - kopējais maksimālais glabāšanas un darba dzīvi. Par degvielas šūnas ir nozīmīgi periodi pakalpojuma ar nepārtrauktu un pārtraukumiem.
10. Kopējais piegādāti visā darbmūža enerģijas.
11. Mehāniskā izturība attiecībā uz vibrācijas, šoks, un tā tālāk. N.
12. Spēja strādāt jebkurā stāvoklī.
13. Uzticamība.
14. Viegla apkope.

Prasības HIT

Par elektroķīmiskās šūnas plānojumam jānodrošina vide, kas veicina visefektīvāko reakciju. Šie nosacījumi ir šādi:

• novēršot strāvas noplūdi;
• vienota darbs;
• mehāniskā izturība (ieskaitot blīvējumu);
• atdalīšana no reaģentu;
• labs kontakts starp elektrodiem un elektrolītu;
• izlādes strāvas no reakcijas zonas uz ārēju izejas ar minimāliem zudumiem.

Pašreizējie avoti, ķīmiskā jāatbilst šādiem vispārējiem nosacījumiem:

• augstākie vērtības noteiktiem parametriem;
• maksimums temperature range of savietojamas;
• vislielākais stress;
• minimālā maksa par enerģijas vienību;
• sprieguma stabilitāti;
• maksas saglabāšanu;
• drošība;
• atvieglotu apkopi, un ideālā gadījumā nav nepieciešams to;
• ilgs kalpošanas laiks.

darbība HIT

Galvenā priekšrocība primārās šūnu - nav nepieciešams jebkuram uzturēšanu. Pirms sākat izmantot tos pietiekami, lai pārbaudītu izskatu, glabāšanas laiku. Kad ir izveidots savienojums, ir svarīgi ievērot polaritāti un pārbaudīt integritāti ierīces kontaktiem. Vairāk sarežģīti ķīmiskie strāvas avoti - baterijas, pieprasa daudz nopietnu aprūpi. Mērķis to pakalpojumu - maksimālais pagarinājums dzīves. Rūpes par akumulatoru, ir:

• uzturēšana tīrību;
• uzraudzīt ķēdes spriegums;
• saglabājot elektrolīta līmeni (Uzpildes tikai ar destilētu ūdeni var izmantot);
• Kontrole elektrolītu koncentrācijas (izmantojot hidrometru - vienkārši mērīšanas ierīci šķidruma blīvuma).

darbības elektroķīmiskās šūnas laikā jāatbilst visām prasībām, kas saistītas ar drošu lietošanu elektroierīces.

HIT klasifikācija elektroķīmiskās sistēmas

Veidi ķīmiskās pašreizējo avotiem, atkarībā no sistēmas:

• svina (acid);
• niķeļa-kadmija, niķeļa-dzelzs, niķeļa-cinka;
• mangāna un cinka, vara un cinka, dzīvsudraba, cinka, cinka hlorīds;
• sudraba-cinka, sudraba un kadmijs;
• gaisa-metal;
• niķeļa-ūdeņraža un sudraba-ūdeņraža atoms;
• mangāna-magnija;
• litijs un t. d.

Mūsdienu izmantošana HIT

Pašreizējie avoti, ķīmisko To pašlaik izmanto:

• transportlīdzekļi;
• portatīvajām ierīcēm;
• militāro un kosmosa tehnoloģijām;
• zinātniskās iekārtas;
• Medicīna (elektrokardiostimulatoru).

Pazīstami piemēri hit mājās:

• baterijas (sausas šūnas);
• akumulatori portatīvie sadzīves tehnikas un elektronikas;
• Nepārtrauktās barošanas avots;
• auto akumulatori.

Īpaši plaši pieņemts litija ķīmiskie strāvas avoti. Tas ir saistīts ar faktu, ka litija (Li) ir augstākais enerģijas blīvumu. Fakts, ka tā lepojas negatīvo elektroda potenciāls visiem citiem metāliem. Litija-jonu baterijas (LIA) priekšā visām citām vērtībām CCS un specifisko enerģiju darba sprieguma. Tagad viņi pakāpeniski apgūt jaunu sfēru - autotransportu. Nākotnē zinātnes attīstību, kas saistīti ar uzlabošanu litija baterijas, pārvietosies virzienā ultrathin dizainu un lielām lieljaudas baterijām.