Sumber saiki, kimia. Jinis sumber saiki kimia lan piranti

sumber saiki , kimia (disingkat HIT) - adaptasi, kang energi saka reaksi redoks diowahi dadi energi listrik. jeneng liyane sing - sing elektrokimia sel, sel galvanic , lan sel elektrokimia. asas operasi punika ing ngisor iki: interaksi saka loro reagen nimbulaké reaksi kimia karo persediaan daya listrik saiki pancet. Ing saiki proses sumber sing ngasilaké listrik liyane ana rencana multistage. Rilis pisanan energi termal, iku banjur owah dadi mechanical lan mung banjur dadi energi listrik. Advantage HIT - proses siji-tataran, i.e. listrik iki dijupuk langsung, bypassing langkah saka nyediakake termal lan tenogo mechanical.

crita

Carane nindakake sumber saiki pisanan? sumber kimia padha disebut sel galvanic sawise ilmuwan Italia ing abad kaping wolulas - Luigi Galvani. Panjenenganipun punika salah satunggaling dokter, ahli anatomi, fisiologi lan fisikawan. Salah siji saka wilayah saka riset iki kanggo nyinaoni réaksi kéwan kanggo macem-macem pengaruh njaba. Cara kimia saka prodhuksi listrik wis dibukak Galvani sengaja, sak salah nyobi ing kodhok. Wis nyambung menyang syaraf mentahan ing sikil kodhok rong piring logam. Nalika iki kedaden kontrak otot. panjelasan dhewe iki kedadean saka Galvani ana salah. Nanging saka asil nyobi lan pengamatan kang mbantu dheweke karo kang Alessandro Volta ing pasinaon sakteruse.

Volta nerangaké samubarang ing karya téori kedadeyan saiki electrical liwat reaksi kimia antarane loro logam ing kontak karo tissue otot saka ta. Sumber saiki kimia pisanan kapandeng kaya sing karo brine, piring nyemplungaken ing kono seng lan tembaga.

Ing industri-ukuran CCS wiwit diprodhuksi ing separo kapindho abad kaping, thanks kanggo ing Frenchman Leklanshe sing nemokke sel manganese-seng utami karo elektrolit uyah, sing dijenengaké miturut jenengé. Sawise sawetara taun, iki wis apik sel elektrokimia kanggo ilmuwan lan mung sumber kimia utami listrik sadurunge 1940.

Desain lan operasi HIT

kimia piranti sumber saiki kalebu loro elektrods (konduktor saka jenis pisanan) lan elektrolit ngalangi (dirijen saka jenis liya, utawa ion dirijen). Ing tapel wates potensial elektronik mengkene antarane wong-wong mau. Ing elektroda ing kang agen ngurangi wis dados disebut anode, lan siji ing kang Recovery antioksidan - cathode. Bebarengan karo elektrolit, padha akehe sistem elektrokimia.

A prodhuk sampingan saka reaksi redoks antarane elektrods iku kedadeyan saka arus listrik. Sak reaksi iki, agen ngurangi wis oxidised lan antioksidan menehi elektron sing nampa wong-wong mau lan amarga iki dibalèkaké. Ing ngarsane saka elektrolit antarane cathode lan anode punika reaksi prasyarat. Yen namung nyampur bebarengan serbuk loro logam beda, ora discharge elektrik ora kelakon, kabeh energi bakal dirilis minangka panas. elektrolit perlu kanggo Streamline proses transfer elektron. Paling asring tumindak solusi uyah utawa nyawiji saka sawijining kualitas.

Elektrods katon kaya piring logam utawa kothak. Ing kecemplung ing elektrolit mengkene prabédan potensial antarane wong-wong mau - voltase sirkuit mbukak. anode wis cenderung kanggo impact saka elektron lan cathode a - Adoption sing. Ing lumahing sing reaksi kimia wiwit. Padha mandegake dening bukaan saka sanad, uga nalika siji saka reactants migunakaken. Breaking njupuk Panggonan dening aman saka siji saka elektrods utawa elektrolit.

sistem komposisi elektrokimia

sumber saiki oxidants kimia sing dipigunakaké minangka asam uyah oksigen, oksigen, halides, oksida logam luwih senyawa nitroorganic lan t. D. Ngurangi agen kono ana logam, lan oksida sing ngisor, hidrogen, lan senyawa hidrokarbon. Minangka elektrolit digunakake:

1. banyu solusi saka asam, alkali, uyah lan ing. D.
2. solusi Nonaqueous karo doyo ion dijupuk dening dissolving uyah ing pelarut organik utawa anorganik.
3. uyah lakes.
4. senyawa Solid karo pola ion, endi siji saka ion dipindhahaké.
5. elektrolit Matrix. solusi utawa melts Cairan iki dumunung ing pori-pori awak non-konduktif ngalangi - elektronositelya.
6. elektrolit Ion-exchange. sambungan ngalangi karo kelompok ion tetep tandha padha. tandha liyane Yunus nalika mobile. Sifat iki ndadekake konduktivitas saka unipolar elektrolit.

baterei galvanic

sumber saiki kimia kalebu sel elektrokimia - sel. Tension ing salah siji saka sel iku cilik - saka 0,5 kanggo 4V. Gumantung ing kabutuhan, hit nggunakake baterei galvanic, dumadi saka sawetara unsur disambungake serially. Punika kadhangkala dipigunakaké ing podo karo utawa ing sambungan seri-podo sawetara unsur. Ing sirkuit seri tansah kalebu mung sel utami padha utawa batre. Padha kudu paramèter sing padha: sistem elektrokimia, desain, jenis proses lan ukuran. Kanggo sambungan podo bisa nggunakake unsur macem-macem ukuran.

klasifikasi HIT

sumber Kimia beda-beda ing:

• ukuran;
• construction;
• reagen;
• Nature reaksi energoobrazuyuschey.

paramèter-paramèter iki netepake kinerja saka CCS cocok kanggo aplikasi tartamtu.

Klasifikasi sel elektrokimia miturut kelompok asas saka operasi. Gumantung ing ciri iki, mbedakake:

1. sumber kimia Utama - item nganggo. Padha duwe reagen Simpenan tartamtu, kang migunakaken ing reaksi. Sawise sel discharge lengkap kuwi kélangan efficiency. Ing HIT utami liyane diarani sèl galvanik. Setya mung bakal nelpon - unsur. Conto gampang saka sumber daya utama - "baterei" AA.
2. Strum sumber kimia saiki - batre (uga disebut secondary, termodinamika HIT) unsur migunani. Miturut maringaken saiki saka sirkuit external ing arah mbalikke liwat baterei sawise kebak discharge ngginakaken reactants sing lair malih maneh accumulating energi kimia (kang kebak). Amarga kamungkinan saka daya saka pancet piranti sumber saiki external digunakake kanggo dangu, intermittently kanggo mbayar ulang. Proses ngasilaken energi listrik diarani discharge accumulator. Iki kalebu batre hit akeh piranti elektronik (laptop, telpon seluler lan ing. N.).
3. sumber kimia termal - piranti saka ajeg terus. Sak operasi sing ana aliran fokus ing perangan anyar reagen lan aman saka produk reaksi.
4. digabungake (polutoplivnyh) sel ing elektrokimia duwe stock salah reactants. Piranti liya diwenehake kanggo njaba. Gesang piranti gumantung ing sumber saka reactant pisanan. sumber kimia Gabungan saiki electrical digunakake minangka batre, yen ana kamungkinan saka mulihake daya kanthi maringaken saiki saka sumber eksternal.
5. Hit dianyari recharged mechanically utawa kimia. Kanggo wong, iku bisa kanggo ngganti sawise daya lengkap ngginakaken reagen ing bagian anyar. Sing, lagi ora piranti dadi uga, kaya batre periodik recharged.

ciri hit

Karakteristik utama sumber daya kimia kalebu:

1. Open voltase Circuit (OCV utawa voltase discharging). tingkat iki utamané gumantung sistem elektrokimia (kombinasi reduktor, ing encer lan elektrolit ing). Uga OCV mengaruhi konsentrasi elektrolit, sarjana saka discharge, suhu lan liyane. OCV gumantung ing cahya saka saiki mili liwat HIT ing.
2. Power.
3. Discharge saiki - gumantung ing resistance sirkuit external.
4. Kapasitas - jumlah maksimum sing listrik menehi HIT nalika babar blas kosong, bisa diperlokake.
5. Isi energi - maksimum energi ditampa ing piranti discharge lengkap.
6. ciri Energy. Kanggo batre, iku utamané dijamin nomer siklus pangisian daya-discharge tanpa Mudhunake voltase utawa daya kapasitas (sumber).
7. kinerja sawetara suhu.
8. wektu panyimpenan - jumlah maksimum wektu antarane Pabrik lan piranti discharge pisanan.
9. Service urip - total panyimpenan maksimum lan karya gesang. Kanggo bahan bakar sel sing suwé penting layanan karo terus operasi lan pedhot-pedhot.
10. The total energi dikirim kanggo kabeh layanan gesang.
11. kekuatan Teknik bab geter, kejut, lan ing. N.
12. Kemampuan kanggo bisa ing posisi sembarang.
13. Linuwih.
14. gampang pangopènan.

Requirements kanggo HIT

Desain sel elektrokimia kudu nyedhiyani lingkungan kondusif kanggo reaksi paling efisien. Kahanan iki kalebu:

• nyegah bocor saiki;
• karya seragam;
• mechanical kekuatan (kalebu sealing);
• misahake saka reactants;
• kontak apik antarane elektrods lan elektrolit;
• kalong saiki saka zona reaksi menyang output external karo losses minimal.

sumber saiki, kimia kudu syarat umum ing ngisor iki:

• angka paling saka paramèter tartamtu;
• sawetara suhu maksimum operability;
• ing kaku paling;
• biaya minimal saka unit saka energi;
• voltase stabilitas;
• ngisi pengawetan;
• keamanan;
• ease saka pangopènan, lan saenipun ora perlu kanggo iku;
• long gesang layanan.

HIT Operation

Ing kauntungan utama sel utami - ora perlu kanggo pangopènan sembarang. Sadurunge digunakake cukup kanggo mriksa katon, beting gesang. Nalika disambungake iku penting kanggo mirsani kutub lan mriksa integritas ing kontak piranti. sumber kimia Komplek More - batre, sing nuntut sing care luwih serius. Tujuan layanan sing - extension maksimum urip. Ngrawat baterei:

• pangopènan kebersihan;
• ngawasi voltase sirkuit mbukak;
• ngramut tingkat elektrolit (kanggo refilling mung banyu disaring bisa digunakake);
• Kontrol konsentrasi elektrolit (liwat hydrometer - piranti prasaja kanggo ukuran Kapadhetan adi).

Sak operasi saka sel elektrokimia kudu tundhuk marang kabeh syarat hubungane panggunaan aman Perkakas electrical.

Klasifikasi HIT sistem elektrokimia

Jinis sumber saiki kimia, gumantung sistem:

• mimpin (asam);
• nikel-kadmium, nikel-wesi, nikel-seng;
• manganese-seng, tembaga-seng, Mercury, seng, seng-klorit;
• salaka-seng, salaka lan kadmium;
• air-logam;
• nikel-hidrogen lan salaka-hidrogen;
• manganese-Magnesium;
• lithium lan t. d.

nggunakake Modern HIT

sumber saiki, kimia Iku ibukutha ing:

• kendaraan;
• piranti hotspot;
• teknologi militèr lan papan;
• peralatan ngelmu;
• Kedokteran (pacemakers).

conto menowo saka HIT ing ngarep:

• batre (sel garing);
• batre Perkakas ngarep hotspot lan elektronik;
• sumber daya Uninterruptible;
• mobil batre.

Utamané digunakake diadopsi sumber kimia lithium listrik. Iki amarga kasunyatan sing lithium (Li) wis Kapadhetan energi dhuwur. Kasunyatan sing pamer negatif potensial elektroda kabeh logam liyane. lithium-ion (LIA) ahead saka kabeh nilai saka CCS lan energi tartamtu saka voltase digunakake. Saiki padha mboko sithik Master bal anyar - dalan transportasi. Ing pembangunan ngelmu mangsa related kanggo asil dandan saka lithium, bakal pindhah ing arah saka designs ultrathin lan gedhe batre heavy-tugas.