화학 전류원. 화학 전류 소스 및 장치의 종류

전류원 산화 환원 반응 에너지를 전기 에너지로 변환되는 적응 - 화학 (약칭 HIT). 그들의 다른 이름 - 전기 화학 전지, 갈바니 전지 , 전기 화학 셀. 이들의 작동 원리는 다음과 같다 : 두 시약의 상호 작용은 일정한 전류 전력 할당과 화학 반응을 야기한다. 다른 소스 프로세스 생성 전기 전류 다단 방식을 발생한다. 먼저 방출 , 열 에너지를 한 후 그 전기 에너지로 그래야만 기계적으로 변형된다. 어드밴티지 HIT - 한 단계 프로세스, 즉, 전기 열 및 제공하는 단계를 거치지 않고 직접 얻어지는 기계적 에너지.

이야기

어떻게 제 1 전류 소스를 했습니까? 화학 소스 라고했다 갈바니 세포를 루이지 갈바니 - 18 세기 이탈리아의 과학자 후. 그는 의사, 해부학자, 생리 학자와 물리학 자였다. 그의 연구 분야 중 하나는 다양한 외부 영향에 대한 동물의 반응을 연구하는 것이었다. 전기를 생산하는 화학적 방법은 개구리에 대한 그의 실험 한 동안, 실수로 갈바니를 개설되었습니다. 이것은 개구리 다리 두 금속판의 신경 원시 접속된다. 때이 근육 수축을 일어났다. 갈바니의이 현상의 자신의 설명은 틀렸다. 그러나 그의 실험과 관찰의 결과는 후속 연구에서 자신의 동포 알레산드로 볼타을 도왔다.

볼타 개구리의 근육 조직과 접촉하는 두 금속 사이의 화학 반응을 통해 자신의 작업에 전류의 발생 이론 강론. 제 화학 전류원 내부에 아연 및 구리 플레이트 침지 염수로 컨테이너처럼 보였다.

산업 규모에서 CCS는 19 세기 후반에서 생산되기 시작했다, 그의 이름을 따서 명명 소금 전해질과 기본 망간 - 아연 전지를 발명 한 프랑스 Leklanshe 덕분에. 몇 년 후,이 1940 전에 전기의 유일한 주요 화학 소스를 다른 과학자들에게 전기 화학 전지를 개선하고있다되었습니다.

디자인 및 운영 HIT

화학 전류원 소자는 두 개의 전극 (첫 번째 종류의 도체)와 개재 된 전해질 (제 2 종 전도체 또는 이온 전도체)를 포함한다. 전자 가능성의 경계에 그들 사이에 발생한다. 환원제 양극 산화 호출되는 전극 및 하나 산화제 회수율 - 캐소드. 함께 전해질과 함께, 그들은 전기 시스템을 구성한다.

전극들 사이의 산화 환원 반응의 부산물은 전류의 발생이다. 이 반응 동안 산화 환원제와 산화제는이를 수용하고 이에 따라 복구 된 전자를 제공한다. 양극과 음극 사이의 전해질의 존재는 필수 반응이다. 단지 두 개의 서로 다른 금속의 분말을 혼합하는 경우가 발생하지 않습니다에는 방전은, 모든 에너지는 열로 방출되지 않습니다. 전해질은 전자 전달 과정을 간소화하기 위해 필요하다. 대부분의 경우 품질의 염 용액 또는 용융 역할을합니다.

전극은 금속 플레이트 또는 그리드처럼 보인다. 개방 회로 전압 - 전해질에서의 침지 사이에 전위차가 발생한다. 그들의 채택 - 양극은 전자 충격 및 음극하는 경향이있다. 자신의 표면에 화학 반응이 시작됩니다. 이들뿐만 아니라 반응물 중 하나를 소모하는 경우와 같이, 체인의 개방함으로써 정지. 속보는 전극이나 전해질 중 하나를 제거함으로써 발생한다.

구성의 전기 시스템

전류원 화학적 산화제는 산소 산염, 산소, 할로겐, 높은 금속 산화물 화합물 및 제 nitroorganic 내부 금속 및 저급 산화물, 수소, 탄화수소 화합물은 감소 t. D.로서 사용된다. 전해질에 사용 된 바와 같이 :

1. 등 산, 알칼리, 소금의 수용액. D.
2. 유기 또는 무기 용매의 염을 용해시킨 이온 전도성을 갖는 비수 솔루션.
3. 소금은 녹아.
4. 이온 격자 가동 이온의 상기 하나의 고체 화합물.
5. 매트릭스 전해질. 이 액체 용액 또는 용융물 고체 비 - 도전 체의 세공에 위치 - elektronositelya.
6. 이온 교환 전해질. 같은 부호의 고정 이온 그룹과이 고체 연결. 이동하는 동안 요나의 또 다른 기호. 이 속성은 전해질 유니 폴라의 전도성을합니다.

갈바니 전지

화학 전류 소스는 전기 화학 전지로 구성 - 세포. 이러한 세포 중 하나의 장력이 작다 - 0.5에서 4V로. 필요에 따라 여러 직렬 연결 요소로 구성 갈바니 배터리를 사용했다. 그것은 때로는 병렬 또는 여러 요소의 직렬 - 병렬 연결에 사용됩니다. 직렬 회로에서 항상은 같은 일차 전지 또는 배터리를 포함한다. 전기 시스템, 설계, 공정 변화 및 크기 : 그들은 동일한 매개 변수가 있어야합니다. 병렬 연결의 크기가 다른 요소를 사용하는 것이 가능하다.

분류 HIT

화학 소스는 다르다 :

• 크기;
• 건설;
• 시약;
• 자연 energoobrazuyuschey 반응.

이러한 매개 변수는 특정 애플리케이션에 적합한 CCS의 성능을 정의합니다.

작동 원리의 차이에 따라 전기 화학 전지의 분류. 이러한 특성에 따라 구분 :

1. 차 화학 소스 - 일회용 아이템. 그들은 반응에서 소비되는 특정 주식 시약을 가지고있다. 이러한 완전 방전 셀 후에 효율성을 잃는다. 또 다른 주요 HIT에서 갈바니 세포라고합니다. 성실은 단순히 그들을 호출 - 요소를. "배터리"AA - 주 전원의 간단한 예.
2. 충전식 화학 전류원 - 전지 (이차 가역적이라는 HIT)는 재사용 가능한 요소이다. 완전 방전 소비 반응물 다시 화학 에너지를 축적 재생성 후에는 배터리를 통해 역방향으로 상기 외부 회로에서의 전류를 전달하여 (충전). 인해 외부 정전류 원에서 충전 장치의 가능성 간헐적 충전 장시간 사용된다. 전기 에너지를 생성하는 과정은 상기 누산기 방전이라한다. 이 많은 전자 기기 (노트북, 휴대 전화 등. N.)의 히트 배터리를 포함한다.
3. 열 화학적 소스 - 연속 동작의 장치. 운용 중 시약 및 반응 생성물의 제거의 새로운 배치의 지속적인 흐름이있다.
4. 결합 (polutoplivnyh) 전기 화학 전지는 반응물 중 하나의 주식을 가지고. 제 2 장치는 외부로 공급된다. 장치의 수명은 제 반응물의 공급에 의존한다. 전류의 화학 결합 원은 외부로부터 전류를 통과하여 전하를 회복 할 가능성이있을 경우, 전지로서 사용된다.
5. HIT 재생 기계적 또는 화학적으로 충전. 그들에게 완전 충전이 새로운 부분에 시약을 보낸 후 교체 할 수 있습니다. 그것이 그들이 정기적으로 충전 배터리처럼,뿐만 아니라 연속 장치가 아닙니다이다.

특성 HIT

화학 전원의 주요 특징은 다음과 같습니다 :

1. 개방 회로 전압 (OCV 혹은 방전 전압). 이 비율은 주로 전기 시스템 (환원제, 산화제 및 전해질의 조합)에 의존한다. 또한 OCV 전해질 농도, 토출 온도와 다른 정도에 영향을 미친다. OCV는 HIT에 흐르는 전류의 값에 의존한다.
2. 전원을 켭니다.
3. 방전 전류 - 외부 회로의 저항에 따라.
4. 용량 -가 완전히 방전 될 때 HIT를 제공 전기의 최대 금액.
5. 에너지 함량 - 풀 방전 장치에서 수신 된 최대 에너지.
6. 에너지 특성. 전지의 경우, 주로 전압 또는 충전 용량 (자원)을 저하시키지 않고, 충 방전 사이클의 수를 보장한다.
7. 온도 범위의 성능.
8. 축적 시간 - 제조 상기 제 1 방전 소자 사이의 최대 시간.
9. 서비스 수명 - 최대 총 저장 및 직장 생활. 연료 전지는 연속적이고 간헐적 인 작동에 중요 서비스 기간이다.
10. 전체 수명에 대한 전달 된 총 에너지.
11. 기계적 진동, 충격에 대한 강도 등. N.
12. 어떤 위치에서 작동 할 수있는 능력.
13. 신뢰성.
14. 쉬운 유지 보수.

HIT에 대한 요구 사항

전기 화학 전지의 디자인은 가장 효율적인 반응에 도움이되는 환경을 제공해야한다. 이러한 조건은 다음과 같습니다 :

• 전류 누설을 방지;
• 균일 한 작업;
• (밀봉 포함) 기계적 강도;
• 반응물의 분리;
• 전극과 전해질 사이의 양호한 접촉;
• 최소 손실을 외부 출력으로 반응 구역으로부터 방전 전류.

현재 소스는 화학 물질이 다음과 같은 일반적인 요구 사항을 충족해야합니다 :

• 특정 매개 변수의 가장 큰 값;
• 조작성의 최대 온도 범위;
• 가장 큰 스트레스;
• 에너지 단위의 최소 비용;
• 전압 안정성;
• 보존을 청구;
• 보안;
• 유지 보수의 용이성, 이상적 그것에 대한 필요가 없습니다;
• 긴 수명.

동작 HIT

일차 전지의 주요 장점 - 유지 보수에 대한 필요가 없습니다. 당신은 모양, 유효 기간을 확인하기에 충분한을 사용하기 전에. 연결된 경우는 극성을 관찰 장치에 연락처의 무결성을 확인하는 것이 중요하다. 더 복잡한 화학 소스 - 배터리는 더 심각한주의를 요구하고있다. 그들의 서비스의 목적 - 생활의 최대 확장. 배터리 돌보는 것은 :

• 청결의 유지 보수;
• 개방 회로 전압을 모니터링하는 단계;
• 전해질 수준을 유지 (에만 증류수 보충을 위해 사용될 수있다);
• (- 유체 밀도를 측정하기위한 간단한 장치를 통하여 비중계) 전해질 농도를 제어한다.

전기 화학 전지의 작동 중에 전기 기기의 안전한 사용과 관련된 모든 요구 사항을 준수해야합니다.

전기 시스템의 HIT 분류

시스템에 따라 화학 전류 소스의 종류 :

• (산) 납;
• 니켈 - 카드뮴, 니켈 - 철, 니켈 - 아연;
• 망간 - 아연, 구리, 아연, 수은, 아연, 염화 아연;
• 은 - 아연,은, 카드뮴;
• 공기 금속;
• 니켈 수소은 수소;
• 망간 - 마그네슘;
• 리튬 t. 디.

HIT의 현대적인 사용

화학 전류원 그것은 현재에 사용된다 :

• 차량;
• 휴대용 장치;
• 군사 및 우주 기술;
• 과학 장비;
• 의학 (심장 박동기).

가정에서 HIT의 친숙한 예 :

• 배터리 (건조 세포);
• 배터리 휴대용 가전 제품 및 전자;
• 무정전 전원 공급 장치;
• 자동차 배터리.

특히 널리 전기 화학적 리튬 소스를 채택 하였다. 이 리튬 (리튬)은 높은 에너지 밀도를 갖는다는 사실에 기인한다. 그것은 부정적인 자랑한다는 사실 전극 전위 다른 모든 금속을. CCS와 동작 전압의 비 에너지의 다른 모든 값의 리튬 이온 전지 (LIA)에 앞서. 도로 교통 - 이제 그들은 점차 새로운 영역을 마스터. 리튬 전지의 개선에 관한 장래의 과학에서 발전 초박형 설계 및 큰 대형 배터리의 방향으로 이동한다.