Lähteet nykyinen kemiallinen. Tyypit kemiallisten virtalähteiden ja laite

Nykyinen lähteistä , kemiallisen (lyhennetty HIT) - mukauttaminen, jossa energia hapetus muunnetaan sähköenergiaksi. Muun nimet - sähkökemiallinen kenno, galvaaninen kenno , sähkökemialliseen kennoon. Niiden toimintaperiaate on seuraava: vuorovaikutus kahden reagenssien aiheuttaa kemiallisen reaktion, jolla on vakio sähkövirran tehon allokointi. Muissa lähde prosessissa sähköä tuottavan nykyinen tapahtuu monivaiheinen järjestelmä. Julkaistiin ensimmäisen kerran lämpöenergian, niin se muuttuu mekaanisia ja vasta sitten sähköenergiaksi. Etu HIT - yksi-vaihe prosessissa, eli sähkö saadaan suoraan, ohittaen vaiheet, joissa lämpö- ja mekaaniset energiat.

tarina

Miten ensimmäisen virtalähteen? kemialliset lähteet kutsuttiin Galvaaniset jälkeen italialaisen tiedemiehen kahdeksannentoista vuosisadan - Luigi Galvani. Hän oli lääkäri, anatomi, fysiologi ja fyysikko. Yksi alueista hänen oli tutkia reaktiot eläinten eri ulkoisille vaikutteille. Kemiallinen menetelmä tuottaa sähköä on avattu Galvani vahingossa aikana yksi hänen kokeita sammakoita. Se on yhdistetty raaka hermo sammakonreisien kaksi metallilevyä. Kun tämä tapahtui lihasten supistumisen. Oma selitys ilmiön Galvani oli väärä. Mutta tulokset hänen kokeita ja havaintoja auttoi hänen maanmiehensä Alessandro Volta myöhemmissä tutkimuksissa.

Volta selitti teoksessaan teorian esiintyminen sähkövirran kemiallisen reaktion kautta kahden metallin kanssa kosketuksessa lihaskudokseen sammakko. Ensimmäinen kemiallinen virtalähde näytti säiliön suolaliuoksella, levyt upotettiin siihen sinkkiä ja kuparia.

Teollisen mittakaavan CCS alettiin valmistaa toisella puoli yhdeksännentoista vuosisadan ansiosta ranskalainen Leklanshe joka keksi ensisijainen mangaani-sinkki-solujen suolaelektrolyytin, nimetty hänen mukaansa. Muutaman vuoden kuluttua, tämä on parannettu sähkökemiallisen kennon muille tutkijoille ja on ainoa ensisijainen kemiallinen sähköenergian lähteiden ennen vuotta 1940.

Suunnittelu ja toiminta HIT

kemiallinen virtalähdettä laite sisältää kaksi elektrodia (johtimien ensimmäinen laji) ja välissä elektrolyytin (johtimen toisen lajin tai ionijohde). Rajalla sähköisen potentiaalin välillä syntyy niitä. Elektrodi, joka pelkistin hapetetaan kutsutaan anodi, ja yksi, jossa hapetin talteenotto - katodi. Yhdessä elektrolyytin, ne muodostavat sähkökemiallinen järjestelmä.

Sivutuotteena redox-reaktio elektrodien välillä on esiintyminen sähkövirran. Tämän reaktion aikana pelkistysaine hapettuu ja hapetin antaa elektronit, joka hyväksyy ne ja tämän vuoksi on palautettu. Läsnäolo elektrolyytin välillä katodi ja anodi on edellytys reaktio. Jos vain Sekoita jauheita kahden eri metallien, ei sähköinen purkaus ei tapahdu, kaikki energia vapautuu lämpönä. Elektrolyytti on tarpeen tehostaa prosessia elektronin siirto. Useimmiten toimii suolaliuos tai sulattaa sen laadusta.

Elektrodit näyttävät metallilevy tai verkkoon. Niiden upottamalla elektrolyytti syntyy sähköisen potentiaalin eroa - avoimen piirin jännite. Anodi on taipumus vaikuttaa elektronien ja katodi - niiden hyväksymistä. Niiden pinnalla kemiallisen reaktion alkaa. He pysähtyi avaaminen ketjun, samoin kuin silloin, kun yksi reagensseista kulutetaan. Rikkoutuminen tapahtuu poistamalla yksi elektrodeista tai elektrolyytin.

Koostumus sähkökemialliset järjestelmät

Virtalähteitä kemiallisia hapettimia käytetään suoloja,, happi, halogenidit, korkeampi metallioksideja nitroorganic yhdistettä ja t. D. Pelkistävät aineet siinä ovat metallit ja niiden alempi oksideja, vetyä, ja hiilivety-yhdisteitä. Elektrolyyttejä käytetty:

1. Vesiliuokset happoja, emäksiä, suolaa ja niin edelleen. D.
2. Ei-vesipitoisia liuoksia, joissa ionijohtavuus, joka on saatu liuottamalla suola orgaanisen tai epäorgaanisen liuottimia.
3. suolasulatteita.
4. Kiinteät yhdisteet ionisten ristikko, jossa yksi liikkuvan ioneja.
5. Matrix elektrolyyttejä. Tämän nestemäisten liuosten tai sulaa sijaitsevat huokoset kiinteällä ei-johtavan kappaleen - elektronositelya.
6. Ioninvaihtoon elektrolyyttejä. Tämä kiinteä yhteys kiinteän ionisten ryhmien saman merkin. toinen merkki Joonan myös langattoman yhteyden. Tämä ominaisuus tekee elektrolyytin sähkönjohtavuus unipolaarinen.

galvaaninen paristo

Kemialliset virtalähteet koostuvat sähkökemiallisten kennojen - soluja. Jännitys yksi näistä soluista on pieni - 0,5 4V. Riippuen tarpeet, HIT käyttää galvaaninen akku, joka koostuu useista sarjaan kytkettyjä elementtejä. Se on joskus käytetään rinnakkain tai sarjassa, rinnan yhteys useista osista. Sarjassa piiri sisältää aina vain sama ensisijainen soluja tai akkuja. Niiden pitäisi olla samat parametrit ovat: sähkökemialliset järjestelmän suunnittelu, prosessi vaihtelua ja kokoa. Sillä rinnankytkentä on mahdollista käyttää elementtejä eri kokoja.

luokittelu HIT

Kemialliset lähteet eroavat:

• koko;
• rakentamiseen;
• reagenssit;
• Luonto energoobrazuyuschey reaktio.

Nämä parametrit määrittävät suorituskyvyn CCS sopii tiettyyn sovellukseen.

Luokittelu sähkökemiallisten kennojen erojen perusteella toimintaperiaate. Riippuen näiden ominaisuuksien, erottavat:

1. Ensisijainen kemialliset lähteet - kertakäyttötuotteita. Niillä on tietty kalusto reagenssien, joka kuluu reaktiossa. Kun tällainen täyden purkauskennon menettää tehokkuutta. Toisessa ensisijainen HIT kutsutaan galvaaninen soluja. Uskollinen yksinkertaisesti soittaa heille - elementti. Yksinkertaisin esimerkki päävirtalähde - "Akku" AA.
2. Ladattava kemialliset virtalähteet - paristot (kutsutaan myös toissijainen, palautuva HIT) ovat uudelleenkäytettäviä elementtejä. Viemällä virta ulkoisesta piiristä vastakkaiseen suuntaan läpi akku, kun ovat täysimääräisesti käytetty reaktantit regeneroidun jälleen kertyy kemiallisen energian (ladata). Koska mahdollisuus ladataan ulkoisesta vakiovirtalähde laitetta käytetään pitkän aikaa, ajoittain ladata. Prosessi sähköenergian kutsutaan akulla vastuuvapauden. Näitä ovat HIT akut monien elektronisten laitteiden (kannettavat tietokoneet, matkapuhelimet ja niin edelleen. N.).
3. Terminen kemialliset lähteet - laitteiden jatkuvan toiminnan. Niiden käytön aikana on olemassa jatkuva uusien erien reagenssien ja poistamalla reaktion tuotteita.
4. Yhdistetyt (polutoplivnyh) sähkökemiallisia kennoja on varastossa yksi reagensseista. Toinen laite on syötetään ulkopuolelle. Elämää laitteen riippuu tarjontaa ensimmäisen reaktantin. Yhdistetyt kemiallinen lähteet sähkövirran käytetään akkuja, jos on mahdollisuus palauttaa niiden varauksen viemällä virtaa ulkoisesta lähteestä.
5. HIT uusiutuvia ladata mekaanisesti tai kemiallisesti. Heille on mahdollista korvata jälkeen täyden latauksen käytetty reagenssit uusiin osiin. Eli ne eivät ole jatkuvia laitteita samoin, kuten akkuja ajoittain ladata.

ominaisuudet HIT

Pääominaisuudet kemiallisten voimanlähteitä ovat:

1. Avoimen piirin jännite (OCV tai purkausjännitettä). Tämä nopeus riippuu ensisijaisesti sähkökemialliseen järjestelmään (pelkistävän aineen, hapettava aine ja elektrolyytti). Myös OCV vaikuttaa elektrolyytin pitoisuus, purkautumisasteen, lämpötila ja muut. OCV riippuu virran arvo läpi virtaavan HIT.
2. Virta.
3. Purkuvirran - riippuen ulkoisen piirin vastus.
4. Kapasiteetti - enimmäismäärä sähköä, joka antaa HIT kun se on täysin tyhjentynyt.
5. Energiasisältö - maksimienergia saatu kokonaisuudessaan poistolaitteeseen.
6. Energia ominaisuudet. Paristoja, se on ensi sijassa taattu määrä lataus-purku syklin tinkimättä jännitteen tai lataustaso (resurssi).
7. Lämpötila-alue suorituskykyä.
8. Varastointiaika - enimmäismäärä välinen aika valmistuksen ja ensimmäisen poistolaitteeseen.
9. Käyttöikä - enimmäiskokonaisaika varastointi- ja työelämässä. Polttokennojen ovat tärkeitä jaksojen palvelun jatkuva ja jaksottainen toiminta.
10. Kokonaisenergia toimitetaan koko käyttöiän.
11. Mekaaninen lujuus suhteessa tärinää, iskuja, ja niin edelleen. N.
12. Kyky työskennellä missä tahansa asennossa.
13. Luotettavuutta.
14. Helppo huoltaa.

Vaatimukset HIT

Suunnittelun sähkökemiallisten kennojen tulisi tarjota suotuisan ympäristön tehokkain reaktion. Näihin edellytyksiin kuuluu:

• estäen Vuotovirtojen;
• yhtenäinen työtä;
• mekaaninen lujuus (mukaan lukien tiivistys);
• erottaminen reagenssien;
• hyvä kontakti elektrodien ja elektrolyytin;
• Purkausvirta reaktiovyöhykkeestä ulkoiseen lähtöön vähän häviötä.

Lähteet nykyinen kemiallinen on täytettävä seuraavat yleiset vaatimukset:

• korkeimmat arvot tiettyjen parametrien;
• sallitusta lämpötilasta toimivuutta;
• suurin haaste;
• pienin kustannuksin yksikön energiaa;
• jännite vakautta;
• veloittaa säilyttäminen;
• turvallisuus;
• ylläpidon helppouden ja ihannetapauksessa mitään tarvetta;
• pitkä käyttöikä.

toiminta HIT

Tärkein etu primäärisiä soluja - ei tarvita mitään huoltoa. Ennen kuin alkaa käyttää niitä riitä tarkistaa ulkonäkö, säilyvyys. Kun laite on kytketty on tärkeää napaisuus ja tarkistaa eheyden laitteen yhteystietoja. Monimutkaisempien kemiallisten lähteet - akkuja, vaativat vakavampi hoitoa. Tarkoituksena palvelunsa - maksimiojentuminen elämän. Akusta huolehtiminen on:

• ylläpito puhtauden;
• seuranta avoimen piirin jännite;
• säilytetään elektrolyytin taso (uudelleentäyttöön vain tislattua vettä, voidaan käyttää);
• Ohjaus elektrolyytin pitoisuus (kautta hydrometri - yksinkertainen laite, jolla mitataan nesteen tiheys).

Käytön aikana sähkökemiallisten solujen täytyy noudattaa kaikkia vaatimuksia, jotka liittyvät turvalliseen käyttöön sähkölaitteet.

HIT luokittelu sähkökemiallisen järjestelmien

Tyypit kemiallisten virtalähteiden, järjestelmästä riippuen:

• johtaa (happo);
• nikkeli-kadmium, nikkeli-rauta, nikkeli-sinkki;
• mangaani-sinkki, kupari-sinkki, elohopea, sinkki, sinkkikloridi;
• hopea-sinkki, hopea ja kadmium;
• ilma-metalli;
• nikkeli-vety ja hopea-vety;
• mangaani-magnesium;
• litiumin ja t. d.

Moderni käyttö HIT

Lähteet nykyinen kemiallinen Sitä käytetään nykyään:

• ajoneuvoihin;
• kannettavat laitteet;
• sotilas- ja avaruusteknologian;
• tieteelliset laitteet;
• Lääketiede (sydämentahdistin).

Tuttuja esimerkkejä HIT kotona:

• akut (kuiva-solut);
• akut kannettavien kodinkoneet ja elektroniikka;
• UPS,
• auton akut.

Varsinkin laajasti litium kemialliset lähteistä sähköä. Tämä johtuu siitä, että litium (Li) on korkein energiatiheys. Se, että se sijaitsee negatiivisen elektrodin potentiaali kaikkien muiden metallien. Litium-ioni-akkuja (LIA) edellä kaikki muut arvot CCS ja ominaisenergia käyttöjännite. Nyt he vähitellen hallitsemaan uutta kipinää - tieliikenteen. Tulevaisuudessa tieteellinen kehitys parantamiseen liittyvät litium, siirtyy suuntaan ultraohut malleja ja suurten raskaiden akkujen.