Ffynonellau cyfredol, cemegol. Mathau o ffynonellau cyfredol cemegol a dyfais

ffynonellau cyfredol , cemegol (HIT cryno) - addasiad, lle mae'r egni adwaith rhydocs yn cael ei drawsnewid i mewn i ynni trydanol. Eu henwau eraill - sef electrogemegol cell, cell galfanig , cell electrocemegol. Mae eu egwyddor gweithredu yn y canlynol: y rhyngweithio rhwng y ddau adweithyddion achosi adwaith cemegol gyda dyraniad pŵer cerrynt trydan cyson. Mewn eraill ar hyn o bryd proses ffynhonnell cynhyrchu trydan yn digwydd cynllun multistage. a gyhoeddwyd gyntaf ynni thermol, yna mae'n cael ei drawsnewid yn fecanyddol a dim ond wedyn i ynni trydanol. Mantais HIT - proses un-cam, hy y trydan yn cael ei sicrhau yn uniongyrchol, osgoi'r camau o ddarparu thermol a egni mecanyddol.

stori

Sut wnaeth y ffynhonnell cyfredol cyntaf? ffynonellau cemegol Galwyd gelloedd galfanig ar ôl y gwyddonydd Eidalaidd y ddeunawfed ganrif - Luigi Galvani. Roedd yn feddyg, anatomydd, Ffisiolegydd a ffisegydd. Un o'r meysydd ei ymchwil oedd astudio adweithiau anifeiliaid i wahanol ddylanwadau allanol. Mae'r dull cemegol o gynhyrchu trydan wedi cael ei agor Galvani ddamweiniol, yn ystod un o'i arbrofion ar frogaod. Mae'n cael ei gysylltu i nerf crai yn y coesau broga ddau blât metel. Pan fydd hyn yn digwydd cyfangiad cyhyrol. esboniad hun o ffenomen hon o Galvani yn anghywir. Ond mae'r canlyniadau ei arbrofion ac arsylwadau helpu ei gydwladwr Alessandro Volta mewn astudiaethau dilynol.

Volta arddelir yn ei waith y theori achosion o cerrynt trydanol trwy adwaith cemegol rhwng dau metelau mewn cysylltiad â'r meinwe gyhyrol y broga. Y ffynhonnell ar hyn o bryd cemegol cyntaf yn edrych fel cynhwysydd gyda heli, gyda phlatiau ymgolli ynddo o sinc a chopr.

Yn y raddfa ddiwydiannol dechreuodd CCS i gael ei gynhyrchu yn ystod ail hanner y bedwaredd ganrif ar bymtheg, diolch i'r Ffrancwr Leklanshe a ddyfeisiodd y prif gelloedd manganîs-sinc gyda electrolyt halen, a enwyd ar ei ôl. Ar ôl ychydig o flynyddoedd, mae hyn wedi cael ei gwella cell electrocemegol i wyddonwyr eraill a dyma'r unig ffynonellau cemegol sylfaenol o drydan cyn 1940.

Dylunio a gweithredu HIT

dyfais ffynhonnell cyfredol cemegol yn cynnwys dau electrodau (arweinyddion o'r math cyntaf) a'r electrolyt rhyngddynt (arweinydd yr ail fath, neu arweinydd ion). Ar y ffin o botensial electronig yn codi rhyngddynt. Mae'r electrod ar sy'n cael ei oxidized elwir yn rhydwythydd yr anod, a'r un y mae'r adferiad oxidant - catod. Ynghyd â'r electrolyt, maent yn gyfystyr â system electrocemegol.

Mae byproduct yr adwaith rhydocs rhwng yr electrodau yn y digwyddiad o cerrynt trydan. Yn ystod yr adwaith hwn, mae'r rhydwythydd yn cael ei ocsideiddio a oxidant rhoi electronau sy'n eu derbyn, ac oherwydd hyn yn cael ei adfer. Mae presenoldeb y electrolyt rhwng y catod ac mae'r anod yn adwaith rhagofyniad. Os dim ond cymysgwch powdr o ddau metelau gwahanol, dim rhyddhau trydan yn digwydd, pob egni yn cael ei ryddhau fel gwres. Mae angen y electrolyt i symleiddio'r broses trosglwyddo electronau. Mae'r rhan fwyaf yn aml yn gweithredu hydoddiant halen neu doddi ei ansawdd.

Mae'r electrodau edrych fel plât metel neu grid. Yn eu trochi mewn electrolyt yn codi gwahaniaeth potensial trydanol rhyngddynt - y foltedd cylched agored. Mae gan y anod yn tueddu i effaith o electronau a catod - at eu mabwysiadu. Ar eu wyneb adwaith cemegol yn dechrau. Maent yn stopio gan agor y gadwyn, yn ogystal â pan fydd un o'r adweithyddion a ddefnyddir. Breaking yn digwydd drwy gael gwared ar un o'r electrodau neu'r electrolyt.

systemau electrocemegol Cyfansoddiad

Ffynonellau cyfredol oxidants cemegol yn cael eu defnyddio fel halwynau asid ocsigen, ocsigen, halidau, ocsidau metel uwch cyfansoddyn nitroorganic a t. D. asiantau ynddo yw metelau a'u ocsidau is, hydrogen, a chyfansoddion hydrocarbon Lleihau. Wrth i electrolytau a ddefnyddiwyd:

1. hydoddiannau dyfrllyd o asidau, alcali, halen ac yn y blaen. D.
2. atebion Nonaqueous gyda dargludedd ion drwy hydoddi halen mewn toddyddion organig neu anorganig.
3. halen toddi.
4. cyfansoddion solet gyda dellt ļonig, yr hon un o'r ïonau symudol.
5. electrolytau Matrics. Mae hyn yn atebion hylif neu toddi eu lleoli yn y pores corff heb fod yn dargludol solet - elektronositelya.
6. electrolytau cyfnewid ïonau. Mae'r cyswllt cadarn gyda'r grwpiau ïonig sefydlog o'r un arwydd. arwydd arall o Jonah tra symudol. eiddo hwn yn gwneud y dargludedd y unipolar electrolyt.

batri galfanig

ffynonellau cyfredol cemegol yn cynnwys celloedd electrocemegol - celloedd. Tensiwn yn un o'r celloedd hyn yn fach - o 0.5 i 4V. Gan ddibynnu ar anghenion, HIT defnyddio batri galfanig, sy'n cynnwys elfennau sawl cysylltiedig gyfresol. Mae'n cael ei ddefnyddio weithiau yn gyfochrog neu mewn cysylltiad gyfres-cyfochrog o sawl elfen. Mewn cylched cyfres bob amser yn cynnwys dim ond yr un celloedd cynradd neu fatris. Dylai fod ganddynt yr un paramedrau yw: system electrogemegol, dylunio, amrywio proses a maint. Ar gyfer y cysylltiad cyfochrog yn bosibl defnyddio elfennau o wahanol feintiau.

HIT dosbarthu

ffynonellau cemegol yn wahanol o ran:

• maint;
• adeiladu;
• adweithyddion;
• adwaith energoobrazuyuschey Natur.

Mae'r paramedrau ddiffinio perfformiad y CCS yn addas ar gyfer cais penodol.

Dosbarthiad o gelloedd electrocemegol yn seiliedig ar wahaniaethau mewn egwyddor o weithredu. Yn dibynnu ar y nodweddion hyn, gwahaniaethu:

1. Ffynonellau cemegol Cynradd - eitemau tafladwy. Mae ganddynt rai adweithyddion stoc, sy'n cael ei fwyta yn yr adwaith. Ar ôl y fath cell rhyddhau llawn yn colli effeithlonrwydd. Mewn HIT gynradd arall yn cael ei alw'n gelloedd galfanig. Bydd Faithful yn syml yn eu galw - yr elfen. Yr enghraifft symlaf o ffynhonnell pŵer gynradd - "Batri" AA.
2. Ffynonellau hailwefru cemegol cyfredol - batris (a elwir hefyd uwchradd, HIT cildroadwy) yn elfennau y gellir eu hailddefnyddio. Drwy basio cerrynt o'r gylched allanol yn y cyfeiriad arall drwy'r batri ar ôl adweithyddion rhyddhau wario llawn cael eu hadfywio eto cronni egni cemegol (yn cael ei godi). Oherwydd y posibilrwydd o godi tâl o ddyfais ffynhonnell cyfredol cyson allanol yn cael ei ddefnyddio ar gyfer amser hir, yn ysbeidiol i ad-daliad. Gelwir y broses o gynhyrchu ynni trydanol yn cael ei gyflawni cronadur. Mae'r rhain yn cynnwys batris HIT nifer o ddyfeisiau electronig (gliniaduron, ffonau symudol ac yn y blaen. N.).
3. Ffynonellau cemegol Thermol - dyfeisiau o weithredu parhaus. Yn ystod eu gweithrediad, mae llif parhaus o sypiau newydd o adweithyddion a symud cynhyrchion adwaith.
4. Y (polutoplivnyh) gelloedd electrocemegol cyfunol yn cael stoc o un o'r adweithyddion. Mae'r ail ddyfais yn cael ei gyflenwi i'r tu allan. Mae bywyd y ddyfais yn dibynnu ar gyflenwad yr adweithydd cyntaf. ffynonellau cemegol cyfunol o cerrynt trydanol yn cael eu defnyddio fel batris, os oes posibilrwydd o adfer eu gofal drwy basio presennol o ffynhonnell allanol.
5. HIT hadennill adnewyddadwy yn fecanyddol neu gemegol. Iddyn nhw, mae'n bosibl i gymryd lle ar ôl codi tâl llawn a wariwyd adweithyddion ar dogn newydd. Hynny yw, nid ydynt yn dyfeisiau di-dor, yn ogystal, fel y batris hailgodi o dro i dro.

nodweddion HIT

Y prif nodweddion ffynonellau ynni cemegol yn cynnwys:

1. foltedd Agored gylched (OCV neu foltedd dadwefru). Mae'r gyfradd hon yn bennaf yn dibynnu ar y system electrogemegol (cyfuniad o rhydwythydd, yr asiant oxidizing a'r electrolyt). Hefyd OCV effeithio ar ganolbwyntio electrolyt, gradd o ryddhau, tymheredd ac eraill. OCV yn dibynnu ar werth y cerrynt sy'n llifo drwy'r HIT.
2. Power.
3. Cyflawni ar hyn o bryd - yn dibynnu ar y gwrthiant cylched allanol.
4. Gallu - y swm uchaf o drydan sy'n rhoi HIT pan gaiff ei ryddhau yn llwyr.
5. Mae'r cynnwys ynni - ynni uchaf a dderbyniwyd yn ddyfais rhyddhau llawn.
6. Nodweddion Ynni. Ar gyfer batris, mae'n nifer y cylchoedd tâl-rhyddhau gwarantu bennaf heb ostwng y gallu foltedd neu arwystl (adnoddau).
7. perfformiad amrediad tymheredd.
8. amser Storio - y swm uchaf o amser rhwng gweithgynhyrchu a y ddyfais rhyddhau cyntaf.
9. bywyd gwasanaeth - uchafswm cyfanswm storio a bywyd gwaith. Ar gyfer tanwydd celloedd yn gyfnodau pwysig o wasanaeth gyda gweithrediad parhaus a ysbeidiol.
10. cyfanswm yr egni a ddarperir ar gyfer bywyd gwasanaeth cyfan.
11. cryfder mecanyddol o ran dirgryniad, sioc, ac yn y blaen. N.
12. Y gallu i weithio mewn unrhyw sefyllfa.
13. Dibynadwyedd.
14. cynnal a chadw yn hawdd.

Gofynion ar gyfer HIT

Dylai dyluniad y celloedd electrocemegol cynnig amgylchedd ffafriol i ymateb mwyaf effeithlon. Mae'r amodau hyn yn cynnwys:

• atal gollyngiadau cyfredol;
• gwaith unffurf;
• cryfder mecanyddol (yn cynnwys selio);
• gwahanu yr adweithyddion;
• cyswllt da rhwng yr electrodau a electrolyt;
• rhyddhau ar hyn o bryd o'r parth adwaith i allbwn allanol gyda cholledion lleiaf.

ffynonellau presennol, rhaid cemegol fodloni'r gofynion cyffredinol canlynol:

• gwerthoedd uchaf o baramedrau penodol;
• amrediad tymheredd uchafswm o gallu i weithredu;
• straen mwyaf;
• yr isafswm cost uned o ynni;
• foltedd sefydlogrwydd;
• codi cadwraeth;
• diogelwch;
• rhwyddineb cynnal a chadw, ac yn ddelfrydol dim angen amdano;
• bywyd gwasanaeth hir.

Ymgyrch HIT

Y brif fantais o gelloedd cynradd - nid oes angen am unrhyw waith cynnal a chadw. Cyn i chi ddechrau eu defnyddio ddigon i wirio ymddangosiad, oes silff. Pan fydd gysylltu mae'n bwysig i arsylwi ar y polaredd a gwirio cywirdeb y ddyfais cysylltiadau. Mwy o ffynonellau cemegol cymhleth - batris, yn mynnu gofal mwy difrifol. Diben eu gwasanaeth - mae'r estyniad mwyaf o fywyd. Gofalu am y batri yn:

• cynnal glanweithdra;
• monitro'r foltedd cylched agored;
• cynnal y lefel electrolyt (gall i ail-lenwi dŵr distyll yn unig yn cael ei ddefnyddio);
• Rheolaeth ar y crynodiad electrolyt (drwy hydrometer - dyfais syml ar gyfer mesur dwysedd hylif).

Yn ystod y gweithrediad celloedd electrocemegol angen i gydymffurfio â'r holl ofynion sy'n ymwneud â defnydd diogel o offer trydanol.

HIT Dosbarthiad systemau electrocemegol

Mathau o ffynonellau cyfredol cemegol, yn dibynnu ar y system:

• arwain (asid);
• nicel-cadmiwm, nicel-haearn, nicel-sinc;
• manganîs-sinc, copr-sinc, mercwri, sinc, sinc-clorid;
• arian-sinc, arian a chadmiwm;
• awyr-metel;
• nicel-hydrogen ac arian-hydrogen;
• manganîs-magnesiwm;
• lithiwm a t. d.

defnydd modern o HIT

ffynonellau cyfredol, cemegol Mae'n cael ei ddefnyddio ar hyn o bryd yn y canlynol:

• cerbydau;
• dyfeisiau cludadwy;
• milwrol a gofod thechnoleg;
• offer gwyddonol;
• Meddygaeth (rheoliaduron).

enghreifftiau cyfarwydd HIT yn y cartref:

• batris (celloedd sych);
• batris cartref offer cludadwy ac electroneg;
• cyflenwad trydan annhoradwy;
• batris ceir.

Yn enwedig mabwysiadu'n eang ffynonellau cemegol lithiwm o drydan. Mae hyn oherwydd y ffaith bod lithiwm (Li) sydd â'r dwysedd egni uchaf. Mae'r ffaith ei fod yn ymfalchïo negyddol potensial electrod pob metelau eraill. batris lithium-ion (LIA) o flaen yr holl werthoedd eraill CCS ac ynni penodol y foltedd gweithio. Erbyn hyn maent yn raddol meistr sffêr newydd - cludiant ffordd. Yn y datblygiadau gwyddonol yn y dyfodol yn ymwneud â gwelliant o fatris lithiwm, yn symud yn y cyfeiriad o ddyluniadau ultrathin a batris trwm mawr.