Первичные и вторичные источники электрической энергии. Хар-ки хим. Источников Эл. Энергии (ХИЭЭ.)

ХИЭЭ это электрохимические устр-ва, в которых хим энергия окисл-восстанов реакций преобразуется в электрическую. ХИЭЭ состоящего из одной электрохим ячейки наз-ся гальваническим элементом, а если их больше то батареей.

Разряд – процесс, во время которого ХИЭЭ отдает Эл.энергию во внешнюю цепь.

Сущ-т 3 типа ХИЭЭ 1) первичные 2)вторичные (аккумуляторы) 3)топливные. Активные вещ-ва анода и катода с электролитом образуют электрохим. Систему:

Активное вещ-во анода(-) --- электролит --- активн вещ-во катода (+)

Хар-ки ХИЭЭ:

1)ЭДС (вольт) ε = Екатода-Eанода (разность равновесных потенциалов)

2) Напряжение U приразряде U <=(меньше равно) ε U= ε - ∆ Eкатода - |∆ Eанода| - I R_ом

3) I R_ом- падение напряжения на омическом сопротивлении

4) разрядная плотность тока i (Aмпер/м²)

5) Ёмкость С=I*τ Это Кол-во энергии, отдаваемое источником электрической энергии, при его разряде до достижения U конечн.

6) Энергия W=C*U

7) Мощность P=I*U Кол-во энергии, отдаваемое в единицу времени.

Первичные ХИЭЭ

Однократное использование (батарейка)

сухой марганцево-цинковый Г. Э.: металлический стакан из цинка – анод. В качестве катодного вещества – двуокись марганца. Графитовый стержень является токоотводом. В качестве электролита используется водный раствор хлористого аммония (). В качестве загустителя – мука, крахмал. Элемент одноразового использования.

2)Воздушно цинковые гальв элемкнты. Электролит – щелочь. Поступающий кислород из воздуха прониакает к положительному электроду и делает этот электрод активным.

3)Ртутно-цинковый. Катод(+) - оксид ртути HgO

Используется в науке и медицине. Недостатки: Ртуть дорогая, загрязняет окружающую среду. Преимущества – малый саморазряд, стабильная ЭДС

Аккумуляторы - много циклов заряд-разрядов.

Свинцовый –состоит: решотчатые свинцовые пластины, одна из которых заполнена губчатым свинцом (Анод), другая PbOH (Катод). Они погружены в раствор серной кислоты

Щелочные- никел-железные и никель кадмиевые.Активное в-во(Анод)- железо или кадмий

Активное в-во (Катод)- Гидроксид никеля., а электролит – раствон КОН (гидроксид калия)

Топливные элементы – в котором реактивы,те топливо и (окислители и восстановители) непрерывно и раздельно подводятся к электродам. В таких элементах (топливные Эл-ты) используют жидкие и газообразные восстановители (водород, углекислый газ, метанол…) и окислители (кислород, пероксид водорода) Например. Водородо –кислородный топливный Эл-т: никелевые электроды погружены в р-р КОН, к электродам подается водород и кислород.