Химические источники тока

Определение "Химические источники тока" в Большой Советской Энциклопедии


Химические источники тока, устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счёт прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций. Первые Химические источники тока созданы в 19 в. (Вольтов столб, 1800; элемент Даниела - Якоби, 1836; Лекланше элемент, 1865, и др.). До 60-х гг. 19 в. Химические источники тока были единственными источниками электроэнергии для питания электрических приборов и для лабораторных исследований. Основу Химические источники тока составляют два электрода (один - содержащий окислитель, другой - восстановитель), контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов - электродвижущая сила (эдс), соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие Химические источники тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно разделённых процессов: на отрицательном электроде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи (создавая разрядный ток) к положительному электроду, где участвуют в реакции восстановления окислителя.


В зависимости от эксплуатационных особенностей и от электрохимической системы (совокупности реагентов и электролита) Химические источники тока делятся на гальванические элементы (обычно называются просто элементами), которые, как правило, после израсходования реагентов (после разрядки) становятся неработоспособными, и аккумуляторы, в которых реагенты регенерируются при зарядке - пропускании тока от внешнего источника (см. Зарядное устройство). Такое деление условно, т.к. некоторые элементы могут быть частично заряжены. К важным и перспективным Химические источники тока относятся топливные элементы (электрохимические генераторы), способные длительно непрерывно работать за счёт постоянного подвода к электродам новых порций реагентов и отвода продуктов реакции. Конструкция резервных химических источников тока позволяет сохранять их в неактивном состоянии 10-15 лет (см. также Источники тока).



С начала 20 в. производство Химические источники тока непрерывно расширяется в связи с развитием автомобильного транспорта, электротехники, растущим использованием радиоэлектронной и др. аппаратуры с автономным питанием. Промышленность выпускает Химические источники тока, в которых преимущественно используются окислители PbO2, NiOOH, MnO2 и др., восстановителями служат Pb, Cd. Zn и др. металлы, а электролитами - водные растворы щелочей, кислот или солей (см., например, Свинцовый аккумулятор).


Основные характеристики ряда Химические источники тока приведены в табл. Лучшие характеристики имеют разрабатываемые Химические источники тока на основе более активных электрохимических систем. Так, в неводных электролитах (органических растворителях, расплавах солей или твёрдых соединениях с ионной проводимостью) в качестве восстановителей можно применять щелочные металлы (см. также Расплавные источники тока). Топливные элементы позволяют использовать энергоёмкие жидкие или газообразные реагенты.


Лит.: Дасоян М. А., Химические источники тока, 2 изд., Л., 1969: Романов В. В., Хашев Ю. М., Химические источники тока, М., 1968; Орлов В. А., Малогабаритные источники тока, 2 изд., М., 1970; Вайнел Д. В., Аккумуляторные батареи, пер. с англ., 4 изд., М. - Л., 1960; The Primary Battery, ed. G. W. Heise, N. C. Cahoon, v. 1, N. Y. - L., 1971.
  В. С. Багоцкий.


 
Характеристики химических источников тока<

Тип источника тока

Состоя-
ние разра-
ботки*

Электрохи-


мическая
 система


Разряд-
ное напря-
жение, в

Удельная энергия, вт·ч/кг

Удельная мощность, вт/кг

Другие показатели

Номи-
нальная

Макси-
мальная




Гальванические элементы

Сохранность, годы

Марганцевые солевые

А

(+) MnO2  |  NH4Cl, ZnCl2


| Zn(-)


1,5-1,0

20-60

2-5

20

1-3

Марганцевые щелочные

А

(+)MnO2| KOH


| Nn(-)


1,5-1,1

60-90

5

20

1-3

Ртутно-цинковые

А

(+)HgO | KOH


Zn


1,3-1,1

110-120

2-5

10

3-5

Литиевые неводные

Б

(+) (C) | SOCl2,


LiAlCl4 | Li(-)


3,2-2,6

300-450

10-20

50

1-5

Аккумуляторы

Срок службы, циклы

Свинцовые кислотные

А

(+)PbO2 |


H2SO4 | Pb(-)   


2,0-1,8

25-40

4

100

300

Кадмиево- и железо-никелевые щелочные

А

(+)NiOOH |
KOH | Cd,


Fe(-)


1,3-1,0

25-35

4

100

2000

Серебряно-цинковые

А

(+)Ag2O AgO |


KOH | Zn(-)


1,7-1,4

100-120

10-30

600

100

Никель-цинковые

Б

(+)NiOOH |


KOH | Zn(-)


1,6-1,4

60

5-10

200

100-300

Никель- водородные

Б

(+)NiOOH | KOH |


H2(Ni) (-)


1,3-1,1

60

10

40

1000

Цинк-воздушные

В

(+)O2(C) |


KOH | Zn(-)


1,2-1,0

100

5

20

(100)

Серно-натриевые

В

(+)SnaO•


9Al2O3| Na(-)


2,0-1,8

200

50

200

(1000)
Топливные элементы<
Ресурс работы, ч

Водородно-кислородные

Б

(+)O2(C,Ag) |
KOH |


H2(Ni)(-)


0,9-0,8

-

-

30-60

1000-5000

Гидразино-кислородные

Б

(+)O2(C,Ag) |


KOH | N2H4(Ni)(-)


0,9-0,8

-

-

30-60

1000-2000

* A - серийное производство, Б - опытное производство, В - в стадии разработки (характеристики ожидаемые).
Примечание. Характеристики (особенно удельная мощность) ориентировочные, так как данные разных фирм и разных авторов не совпадают.




"БСЭ" >> "Х" >> "ХИ" >> "ХИМ"

Статья про "Химические источники тока" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 371 раз
Коптим скумбрию в коробке
Английский рыбный пирог

TOP 20