Тековни извори, хемикалија. Видови на хемиски струјни извори и уред

Тековните извори , хемиски (скратено ХИТ) - адаптација, во кој енергијата на редокс реакција се претвора во електрична енергија. Нивната други имиња - електрохемиски ќелии, галванска ќелија , електрохемиски ќелија. Нивниот оперативен принцип е следново: интеракцијата на двете реагенси предизвикува хемиска реакција со постојан струја распределба на електрична енергија. Во друг процес извор за производство на електрична струја се случува повеќестепена шема. Прв пат е објавен топлинска енергија, тогаш тоа се претвора во механичка и само тогаш во електрична енергија. Предност хит - процесот една фаза, односно на електрична енергија се добива директно, заобиколувајќи чекори за обезбедување на топлинска и механичка енергија.

приказна

Како го направи првиот извор на тековната? хемиски извори беа повикани галванска клетки по италијанскиот научник на осумнаесеттиот век - Луиџи Галвани. Тој бил лекар, анатом, психолог и физичар. Една од областите на неговото истражување беше да се проучи реакциите на животните на различни надворешни влијанија. хемискиот метод за производство на електрична енергија е отворена Галвани случајно, за време на еден од неговите експерименти на жаби. Тој е поврзан со разлути во нозете жаба две метални плочки. Кога тоа се случи мускулната контракција. Сопствени објаснување на овој феномен на Галвани беше во ред. Но, резултатите од неговите експерименти и набљудувања помогна неговиот сонародник Алесандро Волта во следните студии.

Волта образложена во неговата работа теоријата на појавата на електрична струја низ хемиска реакција помеѓу две метали во контакт со мускулната ткиво на жаба. првиот хемиски извор на струја изгледаше како сад со солена вода, со плочи нурнати во неа на цинк и бакар.

Во индустриски размери CCS почна да се произведува во втората половина на XIX век, благодарение на Французинот Leklanshe кој го измисли основните манган и цинк клетки со сол електролит, именувана по него. По неколку години, ова е подобрена електрохемиски мобилен на научниците и е само основните хемиски извори на електрична енергија пред 1940 година.

Дизајн и работењето ХИТ

хемиски уред тековната извор вклучува две електроди (проводници од прв вид) и интервенирање електролит (диригент на вториот тип, или јонски диригент). На границата на електронски потенцијал јавува помеѓу нив. Електрода на кој намалување агент се оксидира вика анода, и оној во кој обновување антиоксидант - катодата. Заедно со електролит, тие претставуваат електрохемиски систем.

А производ на редокс реакција помеѓу електродите е појавата на електрична струја. Во текот на оваа реакција, намалување агент се оксидира и антиоксидант дава електроните кои ги прифаќа и поради тоа не се воспостави. Во присуство на електролитот помеѓу катодата и анодата е предуслов реакција. Ако само се мешаат прав од два различни метали, без електрични празнење не се случи, сите енергија ќе биде објавен како топлина. Електролитот е потребно за да се насочат на процесот на пренос на електрони. Најчесто делува сол решение или се топи на нејзиниот квалитет.

Електродите изгледаат како метални плочки или мрежа. На нивните потопување во електролит јавува електричен потенцијал разликата помеѓу нив - на отворено коло напон. Анодна има тенденција да влијае на електрони и катод - за нивното донесување. На нивната површина хемиска реакција започнува. Престанаа со отворањето на синџирот, како и кога се консумира еден од реактантите. Најважни се одвива со отстранување на еден од електроди или електролити.

Состав електрохемиски системи

Струјни извори хемиски оксиданти се користат како соли на кислород киселина, кислород, халиди, повисоки метални оксиди nitroorganic соединение и t. D. агенси за намалување на него се метали и пониски нивните оксиди, водород, и јаглеводородни соединенија. Како што се користи електролити:

1. Водени раствори на киселини, алкално, сол и така натаму. D.
2. Nonaqueous решенија со јонски спроводливост добиени со растворање на сол во органски или неоргански растворувачи.
3. сол се топи.
4. Цврст соединенија со јонски решетки, каде што една од подвижни јони.
5. Матрица електролити. Оваа течност решенија или се топи, се наоѓа во порите на солидна не-проводен тело - elektronositelya.
6. Јонска размена на електролити. Оваа солидна врска со фиксна јонски групи на истиот знак. уште еден знак на Јона, а мобилен телефон. Ова својство го прави на спроводливоста на униполарен електролит.

галвански батерии

Хемиски струјни извори се состои од електрохемиски ќелии - клетки. Тензиите во една од овие клетки е мал - од 0,5 до 4V. Во зависност од потребите, ХИТ користи галвански батерии, се состои од неколку сериски поврзани елементи. Понекогаш се користи паралелно или сериски паралелно поврзување на неколку елементи. Во серија коло секогаш се вклучени само истиот примарни ќелии и батерии. Тие треба да имаат исти параметри се: електрохемиски систем, дизајн, процесот на варијација и големина. За паралелно поврзување може да се користи елементи од различни големини.

класификација ХИТ

Хемиски извори се разликуваат во:

• големина;
• изградба;
• реагенси;
• Природата реакција energoobrazuyuschey.

Овие параметри се дефинира извршување на CCS погоден за одредена апликација.

Класификација на електрохемиски ќелии врз основа на разликите во принцип на работа. Во зависност од овие карактеристики, се разликуваат:

1. Примарен хемиски извори - еднократна употреба предмети. Тие имаат одредени акции реагенси, кои се конзумира во реакцијата. По таков полн мобилен празнење губи ефикасност. Во друга примарна ХИТ се нарекува галванска клетки. Верен едноставно ќе ги нарекуваат - елементот. Наједноставен пример за примарен извор на енергија - АА "батерија".
2. Батерија хемиски струјни извори - батерии (исто така наречени средно, реверзибилна ХИТ) се еднократно елементи. Со донесување на струја од надворешното коло во обратна насока преку батерија по целосно празнење помина реактантите се регенерираат повторно акумулирање на хемиската енергија (се наплаќа). Поради можноста за наплата од надворешен уред за постојан струја софтвер се користи за долго време, со прекини за надополнување. Процесот на производство на електрична енергија се нарекува празнење на акумулаторот. Тие вклучуваат ХИТ батерии на многу електронски уреди (лап-топ компјутери, мобилни телефони и така натаму. Н.).
3. Топлинска хемиски извори - уреди на континуирана акција. Во текот на своето работење има еден континуиран проток на нови серии на реагенси и отстранување на реакција производи.
4. Комбинираната (polutoplivnyh) електрохемиски ќелии имаат залихи на еден од реактантите. Вториот уредот се испорачува кон надвор. Животот на уредот зависи од понудата на првиот реактант. Во комбинација хемиски извори на електрична струја се користи како батерии, ако постои можност за враќање на нивните задолжен со полагање струја од надворешен извор.
5. ХИТ обновливи полнат механички или хемиски. За нив, тоа е можно да го замени по целосно полнење потрошени реагенси на нови делови. Тоа е, тие не се вршат постојано уреди, како и, како батериите се полнат периодично.

карактеристики ХИТ

Основните карактеристики на хемиски извори на енергија се:

1. Отворено коло напон (OCV или празнење напон). Оваа стапка зависи првенствено на електрохемиски систем (комбинација на намалување агент, оксидирачки агент и електролити). Исто така OCV влијаат на концентрацијата на електролитите, степенот на испуштање, температура и други. OCV зависи од вредноста на тековната тече низ HIT.
2. Моќ.
3. тековната празнење - во зависност на отпорноста на надворешното коло.
4. Капацитет - максималниот износ на електрична енергија која дава ХИТ кога е целосно испразнета.
5. Содржината на енергија - максимална енергија добиле во полн уред исцедок.
6. карактеристики на енергија. За батерии, тоа е загарантирана првенствено бројот на циклуси задолжен-празнење без намалување на напонот или задолжен капацитет (ресурси).
7. Температура перформанси опсег.
8. Складирање време - максималниот износ на времето помеѓу производство и првиот празнење уред.
9. Работен век - максималниот вкупен складирање и работа и живот. За гориво клетки се важни периоди на услугата со континуиран и наизменична работа.
10. Вкупниот испорачаната енергија за целиот живот.
11. Механичка сила во однос на вибрации, удар, и така натаму. Н.
12. Способност за работа во било која позиција.
13. Сигурност.
14. Лесен за одржување.

Барања за ХИТ

Дизајнот на електрохемиски ќелии треба да обезбеди средина погодна за повеќето ефикасна реакција. Овие услови се:

• спречување на тековната истекување;
• униформа работа;
• механичка сила (вклучувајќи ги и запечатување);
• поделба на реактанти;
• добар контакт помеѓу електродите и електролити;
• испуштање струја од зоната на реакција на надворешен излез со минимални загуби.

Тековните извори, хемиски мора да ги исполнуваат следниве општи услови:

• највисоки вредности на одредени параметри;
• максимална температура опсег на функционалност;
• најголем стрес;
• минималната цена на единица на енергија;
• напон стабилност;
• наплаќаат зачувување;
• безбедност;
• леснотија на одржување, и идеално нема потреба за тоа;
• долг живот.

операција ХИТ

Главната предност на примарни ќелии - нема потреба за одржување. Пред да почнете да ги користите доволно за да се провери на изгледот, рокот на траење. Кога сте поврзани важно е да се набљудуваат на поларитетот и проверка на интегритетот на контактите на уредот. Повеќе комплексни хемиски извори - батерии, бараат посериозна заштита. Целта на нивната услуга - максимално продолжување на животот. Грижа за батеријата е:

• одржување на чистота;
• следење на отворено коло напон;
• одржувајќи го нивото на електролити (за повторно полнење само дестилирана вода може да се користи);
• Контрола на концентрацијата на електролити (преку hydrometer - едноставен уред за мерење на густина течност).

За време на работењето на електрохемиски ќелии треба да се усогласат со сите услови во врска со безбедната употреба на електрични апарати.

ХИТ Класификација на електрохемиски системи

Видови на хемиски сегашните извори, во зависност од системот:

• води (киселина);
• никел-кадмиум, никел-железо, никел-цинк;
• манган-цинк, бакар-цинк, жива, цинк, цинк-хлорид;
• сребрено-цинк, сребро и кадмиум;
• воздух-метал;
• никел-водородните и сребро-водород;
• манган-магнезиум;
• литиум и t. d.

Модерна употреба на HIT

Тековните извори, хемиски Тоа е во моментов се користи во:

• возила;
• преносни уреди;
• воена и вселенска технологија;
• научна опрема;
• Медицина (пејсмејкери).

Познати примери на ХИТ во домот:

• батерии (сува клетки);
• батерии преносни апарати за домаќинство и електроника;
• непрекинато снабдување со електрична енергија;
• автомобил батерии.

Особено широко усвоен литиум хемиски извори на електрична енергија. Ова се должи на фактот дека литиум (Ли) има највисока густина на енергија. Фактот дека тоа може да се пофали на негативните електрода потенцијал на сите други метали. Литиум-јонски батерии (ЗВР), пред сите други вредности на CCS и специфична енергија на работен напон. Сега тие постепено го совладате нова сфера - патниот сообраќај. Во иднина научни случувања во врска со подобрување на литиумските батерии, ќе се движат во насока на ultrathin дизајни и големи батерии тешки.