Current tinubdan, kemikal. Matang sa kemikal kasamtangan nga mga tinubdan ug paglalang sa

Current tinubdan , kemikal (abbreviated Hit) - adaptation, diin ang kusog sa usa ka redox reaksyon ang nakabig ngadto sa electrical enerhiya. Ang ilang uban nga mga ngalan - sa usa ka electrochemical cell, galvanic cell , usa ka electrochemical cell. Ang ilang operating baruganan mao ang mosunod: ang interaction sa duha ka reagents hinungdan sa usa ka kemikal nga reaksyon sa usa ka kanunay nga electric kasamtangan nga gahum alokasyon. Sa ubang kasamtangan nga tinubdan proseso sa generating kuryente mahitabo multistage scheme. Una nga gipagawas sa kainit enerhiya, nan kini nga mausab ngadto sa mechanical ug lamang unya ngadto sa electrical enerhiya. Bentaha hit - usa ka-stage nga proseso, pananglitan ang kuryente mao nga nakuha direkta, nakalatas sa mga lakang sa paghatag og kainit ug mekanikal nga kusog.

istorya

Sa unsa nga paagi sa gibuhat sa mga unang kasamtangan nga tinubdan? tinubdan sa kemikal gitawag galvanic mga selula human sa Italyano nga siyentista sa ikanapulo ug walo nga siglo - Luigi Galvani. Siya usa ka mananambal, anatomist, pisiologo ug physicist. Usa sa mga dapit sa iyang research mao ang pagtuon sa mga reaksyon sa mga hayop ngadto sa mga nagkalain-laing sa gawas nga mga impluwensya. Ang kemikal nga paagi sa og kuryente nga gibuksan Galvani tuyoa, sa panahon sa usa sa iyang mga eksperimento sa mga baki. Kini mao ang konektado sa usa ka hilaw nga ugat sa baki bitiis sa duha ka metal nga mga palid. Sa diha nga kini nahitabo muscular paghugtong. Kaugalingon nga katin-awan sa niini nga panghitabo sa Galvani sayop. Apan ang mga resulta sa iyang mga eksperimento ug obserbasyon mitabang sa iyang kababayang si Alessandro volta sa sunod-sunod nga mga pagtuon.

Volta gisaysay diha sa iyang buhat sa teoriya sa panghitabo sa electrical kasamtangan nga pinaagi sa usa ka kemikal nga reaksyon tali sa duha ka mga metal sa kontak uban sa mga muscular tissue sa baki. Ang unang kemikal kasamtangan nga tinubdan mitan-aw sama sa usa ka sudlanan uban sa brine, uban sa mga palid nga nalingaw niini sa zinc ug tumbaga.

Sa sa industriya-scale CCS gisugdan sa paghimo sa ikaduha nga katunga sa ikanapulo ug siyam nga siglo, mga pasalamat ngadto sa Pranses Leklanshe nga imbento sa nag-unang manganese-zinc mga selula uban sa asin electrolyte, nga ginganlan si sunod kaniya. Human sa pipila ka tuig, kini nga milambo electrochemical cell sa ubang mga siyentipiko ug mao lamang ang nag-unang mga tinubdan kemikal sa kuryente sa wala pa 1940.

Design ug operasyon hit

kemikal kasamtangan nga tinubdan device naglakip sa duha ka mga electrodes (konduktor sa unang matang) ug ang kal electrolyte (konduktor sa ikaduhang matang, o Ion konduktor). Sa sa utlanan sa electronic potensyal mitungha sa taliwala kanila. Ang electrode nga ang pagkunhod sa ahente nga oxidized gitawag sa anode, ug ang usa sa nga sa oxidant pagkaayo - Cathode. Mag-uban uban sa electrolyte, naglangkob sila sa usa ka electrochemical sistema.

Usa ka resulta sa mga redox reaksyon sa taliwala sa mga electrodes mao ang panghitabo sa usa ka electric kasamtangan. Atol reaksyon niini, ang pagkunhod sa ahente ang oxidised ug oxidant naghatag sa mga electron nga dawaton kanila ug tungod sa niini nga ang gipahiuli. Sa atubangan sa mga electrolyte sa taliwala sa mga Cathode ug sa anode mao ang usa ka kinahanglanon nga reaksyon. Kon lamang Mix sa tingub mga pulvos nga mahumot sa duha ka lain-laing mga metal, walay electric pagtuman wala mahitabo, ang tanan nga enerhiya nga gipagawas nga ingon sa kainit. electrolyte Ang gikinahanglan sa streamline sa proseso sa electron transfer. Kasagaran molihok asin solusyon o matunaw sa kalidad niini.

Ang mga electrodes tan-awon sama sa metal nga plate o grid. Sa ilang pagpaunlod sa electrolyte motungha ang usa ka electric potensyal kalainan sa taliwala kanila - sa open sa sirkito boltahe. anode adunay usa ka kalagmitan sa epekto sa mga electron ug usa ka Cathode - sa ilang pagsagop. Sa ilang nawong kemikal nga reaksyon magsugod. Mihunong sila sa pag-abli sa mga kadena, ingon man usab sa diha nga ang usa sa mga reactants-ut. Breaking nagkinahanglan dapit pinaagi sa pagtangtang sa usa sa mga electrodes o electrolyte.

Komposisyon electrochemical sistema sa

Current tinubdan kemikal nga oxidants nga gigamit ingon nga oxygen acid salts, oxygen, halides, mas taas nga metal oxide nitroorganic compound ug t. D. Pagkunhod ahente niini ang mga metal ug sa ilang ubos nga oxide, hydrogen, ug hydrocarbon compounds. Ingon sa electrolytes nga gigamit:

1. Tubigon nga solusyon sa mga asido, alkali, asin ug sa ingon sa. D.
2. Nonaqueous solusyon sa ion conductivity nga nakuha pinaagi sa dissolving sa asin sa organic o dili organiko solvents.
3. asin matunaw.
4. Solid compounds uban sa ionic kinuroskuros, diin ang usa sa mga movable ion.
5. Matrix electrolytes. Kini nga liquid solusyon o mga melts nahimutang diha sa mga pores sa usa ka lig-on nga non-conductive nga lawas - elektronositelya.
6. Ion-baylo electrolytes. Kini lig-on nga koneksyon uban sa mga pihong ionic mga grupo sa sama nga ilhanan. lain nga ilhanan ni Jonas samtang mobile. kabtangan Kini naghimo sa conductivity sa electrolyte unipolar.

galvanic battery

Kemikal nga kasamtangan nga tinubdan naglangkob sa electrochemical mga selula - mga selula. Tension sa usa sa niini nga mga selula mao ang gamay nga - gikan sa 0,5 ngadto sa 4V. Depende sa panginahanglan, DAPATAN paggamit galvanic battery, nga naglangkob sa pipila sa sinumpay-sumpay konektado elemento. usahay kini gigamit sa susama o sa sunod-sunod nga-susama nga koneksyon sa pipila elemento. Sa usa ka sunod-sunod nga sa sirkito kanunay naglakip lamang sa sama nga nag-unang mga selula o baterya. Sila kinahanglan nga adunay sa mao usab nga lantugi mao ang: electrochemical sistema, disenyo, proseso kalainan ug gidak-on. Kay sa samang koneksyon mao ang posible nga sa paggamit sa mga elemento sa lain-laing mga gidak-on.

klasipikasyon hit

Kemikal nga tinubdan lahi sa:

• gidak-on;
• pagtukod;
• reagents;
• Nature energoobrazuyuschey reaksyon.

Kini nga mga lantugi nagpaila sa performance sa mga CCS angay alang sa usa ka partikular nga aplikasyon.

Klasipikasyon sa electrochemical mga selula base sa mga kalainan sa baruganan sa operasyon. Depende sa niini nga mga kinaiya, ila:

1. Primary tinubdan kemikal - disposable nga mga butang. Sila adunay usa ka reagents stock, nga mangaut-ut diha sa reaksyon. Human sa maong bug-os nga pagtuman cell mawad-an sa efficiency. Sa laing nag-unang hit gitawag galvanic mga selula. Matinud-anon lamang sa pagtawag kanila - ang elemento. Ang simplest panig-ingnan sa usa ka nag-unang tinubdan sa gahum - "Battery" AA.
2. Rechargeable kemikal kasamtangan nga tinubdan - baterya (gitawag usab secondary, mausab hit) mga reusable elemento. Pinaagi sa agi sa usa ka kasamtangan nga gikan sa gawas nga sirkito sa mga Reverse direksyon pinaagi sa battery human sa bug-os nga pagtuman migahin reactants mga mga naluwas nga pag-usab sa pagtigom kemikal nga enerhiya (nga nagsugo). Tungod sa posibilidad sa akusar gikan sa usa ka eksternal nga kanunay nga kasamtangan nga device nga tinubdan gigamit alang sa usa ka hataas nga panahon, sa hunonghunong sa recharge. Ang proseso sa pagmugna electrical enerhiya mao ang gitawag nga accumulator pagtuman. Kini naglakip sa DAPATAN baterya sa daghang electronic devices (laptop, mobile phones ug sa ingon sa. N.).
3. Sa kainit tinubdan kemikal - lalang sa padayon nga aksyon. Sa panahon sa ilang operasyon adunay usa ka padayon nga dagan sa bag-ong mga batch sa mga reagents ug pagtangtang sa mga produkto reaksyon.
4. Ang hiniusa nga (polutoplivnyh) electrochemical mga selula adunay usa ka tuod sa kahoy sa usa sa mga reactants. Ang ikaduha nga device ang gitagana ngadto sa gawas. Ang kinabuhi sa mga lalang agad sa suplay sa unang reactant. Hiniusa nga kemikal tinubdan sa electrical kasamtangan nga gigamit ingon nga mga baterya, kon anaa ang posibilidad sa pagpasig-uli sa ilang mga katungdanan pinaagi sa agi kasamtangan nga gikan sa usa ka eksternal nga tinubdan.
5. DAPATAN renewable recharged mechanically o kemikal. Alang kanila, kini mao ang posible nga sa pag-ilis sa human sa usa ka bug-os nga katungdanan migahin reagents sa bag-ong mga bahin. Nga mao, dili sila padayon nga mga lalang ingon man, sama sa mga baterya matag recharged.

kinaiya DAPATAN

Ang prinsipal nga mga kinaiya sa kemikal nga mga tinubdan sa gahum naglakip sa:

1. Open sa sirkito boltahe (OCV o sa usa ka pagtuman boltahe). rate Kini nga una sa nag-agad sa sistema electrochemical (kombinasyon sa usa ka pagkunhod ahente, ang oxidizing ahente ug sa electrolyte). Usab OCV makaapekto electrolyte konsentrasyon, nga matang sa pagtuman, temperatura ug sa uban. OCV agad sa bili sa mga kasamtangan nga nagapaagay pinaagi sa hit.
2. Gahum.
3. Ang pagtuman kasamtangan - depende sa gawas nga sa sirkito pagbatok.
4. Kapasidad - sa maximum nga kantidad sa kuryente nga naghatag hit sa diha nga kini hingpit nga gihaw-as.
5. Ang enerhiya sulod - maximum enerhiya nadawat sa bug-os nga pagtuman device.
6. Energy kinaiya. Kay baterya, sa panguna kini mao ang garantiya nga gidaghanon sa mga katungdanan-pagtuman siklo nga walay dag-um sa boltahe o katungdanan nga kapasidad (kapanguhaan).
7. Temperatura range performance.
8. Pagtipig sa panahon - sa maximum nga kantidad sa panahon tali sa paghimo ug sa unang pagtuman device.
9. Nga pag-alagad sa kinabuhi - ang maximum nga total storage ug sa buhat sa kinabuhi. Kay fuel selula importante nga mga panahon sa pag-alagad uban sa padayon nga ug nagbalik-balik nga operasyon.
10. Ang kinatibuk-ang enerhiya gitugyan alang sa tibuok nga kinabuhi sa pag-alagad.
11. Mechanical nga kalig-on uban sa pagtahod ngadto sa uyog, shock, ug sa ingon sa. N.
12. Abilidad sa pagtrabaho sa bisan unsa nga posisyon.
13. Kasaligan.
14. Sayon maintenance.

Kinahanglanon alang sa hit

Ang disenyo sa electrochemical mga selula kinahanglan nga mohatag og usa ka angayan nga sa labing maayo nga reaksyon. Kini nga mga kahimtang sa naglakip sa:

• pagpugong kasamtangan nga leakage;
• uniporme nga buhat;
• mekanikal nga kalig-on (lakip na ang pagbugkos);
• panagbulag sa mga reactants;
• maayo nga kontak sa taliwala sa mga electrodes ug sa electrolyte;
• pagtuman kasamtangan nga gikan sa reaksiyon zone sa usa ka eksternal nga output sa minimum nga kapildihan.

Current tinubdan, kemikal kinahanglan sa pagsugat sa mosunod nga kinatibuk-ang mga kinahanglanon:

• ang labing taas nga mga hiyas sa mga piho nga mga pag-lantugi;
• maximum range temperatura sa pagsiguro sa pagsalmot;
• ang labing dako nga stress;
• sa minimum nga gasto sa usa ka yunit sa enerhiya;
• boltahe kalig-on;
• sugoon pagpreserbar;
• seguridad;
• mopagaan sa maintenance, ug sa minithi walay panginahanglan alang niini;
• taas nga pag-alagad sa kinabuhi.

Operation hit

Ang nag-unang pagpahimulos sa nag-unang mga selula - walay panginahanglan alang sa bisan unsa nga maintenance. Sa dili pa kamo magsugod sa paggamit niini igo sa pagsusi sa dagway, estante-kinabuhi. Sa diha nga konektado kini mao ang importante sa pagsunod sa polarity ug check sa integridad sa mga kontak lalang. Mas komplikado tinubdan kemikal - baterya, ang nangayo sa usa ka labaw nga seryoso nga pag-atiman. Ang katuyoan sa ilang pag-alagad - ang maximum extension sa kinabuhi. Pag-atiman sa battery mao:

• maintenance sa kalimpyo;
• monitor sa open sirkitong boltahe;
• pagmintinar sa ang-ang electrolyte (alang sa refilling lamang distilled nga tubig mahimong gamiton);
• Control sa electrolyte konsentrasyon (pinaagi sa hydrometer - yano nga device alang sa pagsukod fluid Densidad).

Atol sa operasyon sa electrochemical mga selula kinahanglan nga motuman sa tanan nga mga kinahanglanon kalabutan sa luwas nga paggamit sa electrical appliances.

Hit klasipikasyon sa mga sistema sa electrochemical

Matang sa kemikal kasamtangan nga tinubdan, depende sa sistema sa:

• mogiya (acid);
• nickel-cadmium, nickel-puthaw, nickel-zinc;
• manganese-zinc, tumbaga-zinc, mercury, zinc, zinc-chloride;
• salapi-zinc, ug salapi ug cadmium;
• hangin-metal;
• nickel-hydrogen ug salapi-hydrogen;
• manganese-magnesium;
• lithium ug t. d.

Modernong paggamit sa hit

Current mga tinubdan, kemikal Kini karon nga gigamit sa:

• sakyanan;
• portable lalang;
• militar ug luna teknolohiya;
• siyentipikanhong mga ekipo;
• Tambal (pacemakers).

Pamilyar nga mga ehemplo sa hit diha sa panimalay:

• baterya (uga nga mga selula);
• baterya portable appliances sa panimalay ug sa electronics;
• uninterruptible suplay sa kuryente;
• sakyanan baterya.

Ilabi na kaylap nga gisagop Lithium tinubdan kemikal sa kuryente. Kini mao ang tungod sa kamatuoran nga ang lithium (Li) ang labing taas nga enerhiya Densidad. Ang kamatuoran nga kini manghambog sa negatibo nga electrode potensyal sa tanan nga uban nga mga metal. Lithium-Ion batteries (Lea) una sa tanan nga uban nga mga hiyas sa CCS ug piho nga kusog sa mga working boltahe. Karon sila sa hinay-hinay master sa usa ka bag-o nga dapit - sa dalan sa transportasyon. Sa umaabot nga siyentipikanhong mga kalamboan nga may kalabutan sa sa pagpalambo sa Lithium batteries, mobalhin sa sa direksyon sa mga laraw ultrathin ug dako nga bug-at-katungdanan batteries.