Характеристика важнейших гальванических элементов

ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА

В практике, как правило, химическую энергию превращают сначала в тепловую, далее тепловую в электрическую. При непосредственном превращении химической энергии в электрическую отпадает необходимость в дорогостоящих котлах, паровых турбинах, электрогенераторах. Резко возрастает кпд (90%).

Непосредственное превращение химической энергии в электрическую осуществляется в гальванических элементах.

Гальванические элементы отличаются портативностью, бесшумностью работы. Химические процессы в них протекают при температуре окружающей среды без выделения каких-либо летучих веществ. Эти качества делают их незаменимыми в разнообразных приборах, машинах, сигнальных устройствах.

К ХИТ практика предъявляет самые разнообразные требования. В одних случаях требуется получение большого количества электроэнергии за короткое время (аккумуляторы в автомобилях), в других, напротив, ток очень малой величины, но в течение длительного времени (электрические часы).

ХИТ классифицируют по назначению, конструкциям и особенностям их работы.

Их делят на первичные и вторичные ХИТ. Первичные ХИТ можно использовать один раз, к вторичным относят аккумуляторы, которые можно заряжать несколько раз, т.е. продукты реакции можно превратить в исходные вещества.

Первичные ХИТ, в свою очередь, делят на элементы с жидким электролитом (наливные) и сухие (непроливающиеся) элементы с загущенным электролитом.

Сухие элементы можно подразделить по признаку катодных деполяризаторов на элементы с твердыми окислителями, воздушной системы и смешанной марганцово-воздушной системы.

Характеристика важнейших гальванических элементов приведена в таблице.

Первые пять элементов в таблице сухие, остальные – наливные.

Сухие элементы

Они имеют самые разнообразные размеры - от умещающихся в корпусе авторучки до массой в 1 кг. Их собирают в батареи с различным напряжением и силой тока (КБС -3,5 - 3,7В, БАС -80 – 160В)

В марганцово-цинковом элементе (МЦЭ) катодным деполяризатором является оксид марганца(1V). В смесь оксида Мn(1V) с графитом и сажей запрессован угольный стержень. Электролитом служит раствор, содержащий хлорид аммония-15%, хлорид цинка-4,5%, хлорид ртути-0,3%, вода-60,5%, мука-15,1%.

Хлорид аммония связывает ионы цинка в аммиачный комплекс, что способствует снижению концентрационной поляризации анода. Анод изготовляют из цинка определенной чистоты. Примеси в цинке не должны превышать следующие нормы: Fe, -0,015%, Рв-0,024%, Сd -0,014%, Сu-0,002%, должны полностью отсутствовать мышьяк и сурьма. Цинковый электрод толщиной 0,26-1 мм имеет форму стаканчика или форму пластинки галетного типа.

Ртутно-оксидные элементы имеют очень большую удельную емкость по энергии, обладают малым саморазрядом. ЭДС их во времени меняется незначительно. Иx можно хранить несколько лет.

Наливные элементы

Наливные элементы заливают электролитом перед их использованием. Их часто применяют как резервные источники тока, так как их можно длительное время хранить без электролита. После заливки электролитом их необходимо сразу же использовать, так как саморазряд у них велик и срок их использования после заливки составляет от нескольких часов до 2 - 3 суток. Наливные элементы имеют большую мощность, большую емкость по току и энергии. Так, свинцово-цинковый элемент в виде батареи на 30В можно разряжать током 100-200А. Очень большой мощностью обладают серебряно-цинковые элементы. Магниевые элементы обладают высоким саморазрядом, но большой ЭДС и удельной энергией. Они выгодны как аварийные источники тока.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 383; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!