የአሁኑ ምንጮች, የኬሚካል. የኬሚካል የአሁኑ ምንጮች እና መሣሪያ አይነቶች

የአሁኑ ምንጮች አንድ redox ምላሽ የኃይል የኤሌክትሪክ ኃይል ወደ የሚቀየር ነው መላመድን, -, የኬሚካል (ምህጻረ ቃል ይምቱ). የእነሱ ሌሎች ስሞች - አንድ electrochemical ሴል, galvanic ሕዋስ , አንድ electrochemical ሕዋስ. የእነሱ ስርዓተ መርህ የሚከተለው ነው: ሁለት reagents መካከል ያለውን መስተጋብር በቋሚ የኤሌክትሪክ ወቅታዊ ኃይል ምደባ ጋር አንድ በኬሚካል ለውጥ ያስከትላል. ሌላ ምንጭ ሂደት ማስገኛ የኤሌክትሪክ የአሁኑ ውስጥ multistage መርሃግብር የሚከሰተው. በመጀመሪያ የተለቀቁ , አማቂ ኃይል ከዚያ የኤሌክትሪክ ኃይል ወደ ብቻ ከዚያም ሜካኒካዊ ወደ እንደሚለወጥና ነው. ጥቅም መምታት - አንድ-ደረጃ ሂደት, ማለትም ወደ የኤሌክትሪክ የፍል እና ለማቅረብ እርምጃዎች ለማለፍ በቀጥታ ማግኘት ነው ሜካኒካዊ ቅድሚያውን.

ታሪክ

እንዴት የመጀመሪያው የአሁኑ ምንጭ ነበር? የኬሚካል ምንጮች ተብለው ነበር galvanic ሕዋሳት ሉዊጂ Galvani - ስምንተኛው መቶ የጣሊያን ሳይንቲስት በኋላ. እሱም አንድ ሐኪም, anatomist, የሰውን እና የፊዚክስ ነበር. የእርሱ የምርምር መስኮች አንዱ የተለያዩ ውጫዊ ተጽዕኖዎች እንስሳት መካከል ምላሾች ማጥናት ነበር. የኤሌክትሪክ ኃይል ያለው የኬሚካል ስልት እንቁራሪቶች ላይ ሙከራዎች ውስጥ አንዱን ወቅት, በድንገት Galvani ተከፍቶ ተደርጓል. ይህ የእንቁራሪት እግራቸው በሁለት ብረት ሰሌዳዎች ውስጥ ጥሬ የነርቭ ጋር የተገናኘ ነው. መቼ ነው ይህ ጡንቻማ ምህጻረ ተከሰተ. Galvani ይህ ክስተት በራሱ ማብራሪያ ስህተት ነበር. ነገር ግን የእርሱ ሙከራዎች እና ምልከታዎች ውጤቶች በቀጣይ ጥናቶች ውስጥ compatriot ማንዞኒም ቮልታ ረድቶኛል.

ቮልታ ወደ የእንቁራሪት ያለውን ጡንቻማ ቲሹ ጋር ንክኪ ሁለት ብረቶች መካከል ኬሚካላዊ በኩል ሥራውን ውስጥ የኤሌክትሪክ የአሁኑ ክስተት ንድፈ ሐሳብ ገለጡለት. የመጀመሪያው የኬሚካል የአሁኑ ምንጭ በውስጡ ዚንክ እና ከመዳብ ተጠመቁ ሰሌዳዎች ጋር, brine ጋር መያዣ ይመስል ነበር.

የኢንዱስትሪ-ልኬት ውስጥ CCS ዘጠነኛው መቶ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ውስጥ ምርት መሆን ጀመረ: ከእርሱ በኋላ የሚባል ጨው ኤሌክትሮ ጋር ተቀዳሚ ማንጋኒዝ-ዚንክ ሴሎች እከሌ ወደ ፈረንሳዊ Leklanshe ምስጋና. ከጥቂት ዓመታት በኋላ, ይህ 1940 በፊት የኤሌክትሪክ ብቸኛው ዋናው የኬሚካል ምንጮች ሌሎች ሳይንቲስቶች ወደ electrochemical ሴል የተሻሻለ ሲሆን ነው ተደርጓል.

ዲዛይን እና ክወና ምታ

የኬሚካል የአሁኑ ምንጭ መሣሪያ ሁለት electrodes (የመጀመሪያው ዓይነት conductors) እና ጣልቃ ኤሌክትሮ (ሁለተኛው ዓይነት የኦርኬስትራ, ወይም አዮን የኦርኬስትራ) ያካትታል. የኤሌክትሮኒክ እምቅ ድንበር ላይ በመካከላቸው ይነሳል. የ በመቀነስ ተወካዩ anode ተብሎ oxidized ነው ላይ ያለው electrode, እና አንድ ይህም oxidant ማግኛ ላይ - ካቶድ. በአንድነት ኤሌክትሮ ጋር, እነርሱ አንድ electrochemical ስርዓት ይመሰርታሉ.

የ electrodes መካከል redox ምላሽ ክፍል አንድ ሁለተኛ ምርት በኤሌክትሪክ የአሁኑ እንዳይከሰት ነው. ይህ ምላሽ ወቅት መቀነስ ወኪል oxidised እና oxidant ይቀበላቸዋል እና ምክንያት ከዚህ ተመልሷል እንደሆነ የኤሌክትሮማግኔቲክ ይሰጣል ነው. ወደ ካቶድ እና anode መካከል ኤሌክትሮ ፊት ቅድመ ስሜት ነው. ብቻ አብረው ሁለት የተለያዩ ማዕድናት ዱቄት ቀላቅሉባት ከሆነ, አይከሰትም አይደለም ምንም የኤሌክትሪክ ፈሳሽ, ሁሉንም ኃይል ሙቀት እንደ ይለቀቃል. የ ኤሌክትሮ በኤሌክትሮን ዝውውር ሂደት በቀጥታ ማስተላለፍ ያስፈልጋል. በአብዛኛው በውስጡ ጥራት ጨው መፍትሄ ወይም መቅለጥ እርምጃ ይወስዳል.

የ electrodes የብረት ሳህን ወይም ፍርግርግ ይመስላሉ. ክፍት የወረዳ ቮልቴጅ - ኤሌክትሮ ውስጥ በማጥለቅ ጊዜ በመካከላቸው አንድ የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ይነሳል. ያላቸውን ጉዲፈቻ ወደ - ዘ anode የኤሌክትሮማግኔቲክ ተፅዕኖ እና ካቶድ አንድ ዝንባሌ አለው. ያላቸውን ወለል ላይ ኬሚካላዊ ይጀምራል. እነዚህ እንዲሁም reactants አንዱ ፍጆታ ጊዜ እንደ ሰንሰለት ደጃፍ አጠገብ ቆሟል. ሰበር ወደ electrodes ወይም ኤሌክትሮ አንዱ መወገድ በ ቦታ ይወስዳል.

ጥንቅር electrochemical ስርዓቶች

የአሁኑ ምንጮች የኬሚካል oxidants ኦክስጅን አሲድ ጨው, ኦክሲጅን, halides, ከፍተኛ የብረት oxides nitroorganic ውሁድ እና ወኪሎች በውስጡ ብረቶችን እና ዝቅተኛ oxides, ሃይድሮጅን, ቃርሚያና ውህዶች ናቸው መቀነስ አልተቻለም. መ ሆነው ጥቅም ላይ ይውላሉ. electrolytes የተሠራበት:

1. እንዲሁ ላይ አሲዶች, አልካሊ, ጨው እና Aqueous መፍትሄ. መ
2. ኦርጋኒክ ወይም ምግብነት ኬሚካሎችን ውስጥ ጨው dissolving በማድረግ ማግኘት አዮን conductivity ጋር Nonaqueous መፍትሔዎች.
3. ጨው ይቀልጣል.
4. ዋህስ በፍርግርጉ, ወደ ተንቀሳቃሽ አየኖች በውስጧ አንዱ ጋር ጠንካራ ውህዶች.
5. ማትሪክስ electrolytes. ይህ ፈሳሽ መፍትሔዎችን ወይም እንደሚቀልጥ ጠንካራ ያልሆኑ conductive አካል ቀዳዳዎች ውስጥ የሚገኙት ናቸው - elektronositelya.
6. Ion-ልውውጥ electrolytes. ተመሳሳይ ምልክት ያለውን ቋሚ ዋህስ ቡድኖች ጋር ይህ ጠንካራ ግንኙነት. የሞባይል ሳለ ዮናስ ሌላ ምልክት. ይህ ንብረት በ ኤሌክትሮ unipolar ያለውን conductivity ያደርገዋል.

galvanic ባትሪ

የኬሚካል የአሁኑ ምንጮች electrochemical ሕዋሳት የያዘ - ሕዋሳት. ከእነዚህ ሕዋሳት ውስጥ በአንዱ ውስጥ ውጥረት ትንሽ ነው - 0.5 እስከ 4V ዘንድ. ፍላጎት ላይ በመመስረት, በርካታ serially የተገናኙ ንጥረ ነገሮች የያዘ, galvanic ባትሪ መጠቀም ይምቱ. አንዳንድ ጊዜ ትይዩ ወይም በርካታ ንጥረ ነገሮች ተከታታይ-በትይዩ ግንኙነት ላይ ውሏል. ተከታታይ የወረዳ ውስጥ ሁልጊዜ ብቻ በተመሳሳይ የመጀመሪያ ሴሎችን ወይም ባትሪዎችን ያካትታሉ. electrochemical ሥርዓት, ዲዛይን, ሂደት ልዩነት እና መጠን: እነርሱ ተመሳሳይ መለኪያዎች ናቸው ሊኖራቸው ይገባል. ትይዩአዊ ግንኙነት የተለያዩ መጠን ያላቸው ክፍሎች መጠቀም ይቻላል.

ምደባ መምታት

የኬሚካል ምንጮች ውስጥ ይለያያል:

• መጠን:
• ግንባታ;
• reagents;
• ተፈጥሮ energoobrazuyuschey ምላሽ.

እነዚህ መለኪያዎች አንድ የተወሰነ መተግበሪያ ተስማሚ የ CCS አፈጻጸም ለመወሰን.

የስራ መርህ ላይ ልዩነቶች ላይ የተመሠረተ electrochemical ሕዋሶች ምደባ. እነዚህ ባህርያት ላይ በመመስረት, መለየት:

1. ቀዳሚ ኬሚካል ምንጮች - የሚጣሉ ንጥሎች. እነዚህ ምላሽ ውስጥ ፍጆታ ነው ይህም አንድ የተወሰነ የአክሲዮን reagents, አላቸው. እንደ ሙሉ ፈሳሽ ሴል በኋላ ብቃት ታጣለች. ሌላ ዋና መምታት ውስጥ galvanic ሕዋሳት ይባላል. ታማኝ በቀላሉ እጠራለሁ - ወደ አባል. "ባትሪ" AA - የመጀመሪያ ደረጃ የኃይል ምንጭ ያለው ቀላሉ ምሳሌ.
2. በሚሞላ የኬሚካል የአሁኑ ምንጮች - ባትሪዎች (ደግሞ ሁለተኛ, ሊቀለበስ በመምታት ይባላል) ወደሚችል ንጥረ ነገሮች ናቸው. ሙሉ ፈሳሽ አሳልፈዋል reactants እንደገና የኬሚካል ኃይል አከማችቷል ከተወለድን በኋላ ባትሪውን በኩል በግልባጭ አቅጣጫ ውጫዊ የወረዳ አንድ ወቅታዊ በማለፍ (እንዲከፍሉ እየተደረገ). ምክንያት ውጫዊ በቋሚ የአሁኑ ምንጭ መሣሪያ እየሞላ አጋጣሚ ወደ intermittently መሙላት, ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ ውሏል. የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት ሂደት accumulator ፈሳሽ ይባላል. እነዚህ በርካታ የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች (ላፕቶፖች, ተንቀሳቃሽ ስልኮች እና በጣም ላይ. N.) መካከል የፈለግህበት ባትሪዎች ይገኙበታል.
3. የፍል ውኃ የኬሚካል ምንጮች - ቀጣይነት እርምጃ መሣሪያዎች. ያላቸውን ክወና ወቅት reagents እና ምላሽ ምርቶች መወገድ አዳዲስ ቡድኖች መካከል ቀጣይነት ፍሰት አለ.
4. ጥምር (polutoplivnyh) electrochemical ሕዋሳት reactants አንድ አንድ አክሲዮን አላቸው. ሁለተኛው መሳሪያ ወደ ውጭ የሚቀርብ ነው. በመሣሪያው ሕይወት የመጀመሪያ reactant አቅርቦት ይወሰናል. የኤሌክትሪክ የአሁኑ ያጠቅልላል ኬሚካል ምንጮች ውጫዊ ምንጭ የአሁኑ በማለፍ በማድረግ ያላቸውን ክስ ወደነበሩበት አጋጣሚ ካለ, የባትሪ ጥቅም ላይ ይውላሉ.
5. የፈለግህበት የታዳሽ በዘልማድ ወይም በኬሚካል አትመሠክርም. ለእነርሱ የሚሆን, አንድ ሙሉ በሙሉ ኃይል አዲስ ክፍሎች ላይ reagents ካሳለፈ በኋላ መተካት ይቻላል. ይህ እነርሱ በየጊዜው አትመሠክርም ያለውን ባትሪዎች እንደ እንዲሁም ቀጣይነት መሣሪያዎች አይደሉም ማለት ነው.

ባህርያት የፈለግህበት

የኬሚካል የኃይል ምንጮች ዋና ባህሪያት ያካትታሉ:

1. ክፍት የወረዳ ቮልቴጅ (OCV ወይም በመልቀቅ ቮልቴጅ). ይህ ተመን በዋነኝነት electrochemical ሥርዓት (ሀ በመቀነስ ወኪል, ወደ oxidizing ወኪል እና ኤሌክትሮ ጥምረት) ላይ ይወሰናል. በተጨማሪም OCV ኤሌክትሮ ትኩረት, ፈሳሽ, ሙቀት እና ሌሎች ዲግሪ ተጽዕኖ. OCV ወደ በመምታት በኩል የሚፈሰው የአሁኑ ዋጋ ላይ የሚወሰን ነው.
2. ኃይል.
3. ወደ ፈሳሽ የአሁኑ - ውጫዊ የወረዳ የመቋቋም ላይ የሚወሰን.
4. የአቅም - ይህም ሙሉ ለሙሉ ከሆስፒታል ጊዜ በመምታት የሚሰጥ የኤሌክትሪክ ከፍተኛው መጠን.
5. የሃይል ይዘት - ሙሉ ፈሳሽ መሣሪያ ውስጥ የተቀበለው ከፍተኛ ሃይል.
6. ኃይል ባህርያት. ባትሪዎችን ያህል, በዋነኝነት ያለውን ቮልቴጅ ወይም ክፍያ አቅም (ሀብት) አወረዱት ያለ ክፍያ-ፈሳሽ ዑደቶች ብዛት የተረጋገጠ ነው.
7. የሙቀት ክልል አፈጻጸም.
8. የማከማቻ ጊዜ - ማምረት እና የመጀመሪያው ፈሳሽ መሣሪያ መካከል ጊዜ ከፍተኛውን መጠን.
9. የአገልግሎት ሕይወት - ከፍተኛ ጠቅላላ ማከማቻ እና የሥራ ሕይወት. ነዳጅ ለ ሕዋሳት ቀጣይነት እና የሚቆራረጥ ክወና ጋር አገልግሎት አስፈላጊ ወቅቶች ናቸው.
10. ሙሉውን አገልግሎት ለሕይወት አሳልፎ ጠቅላላ የኃይል.
11. ሜካኒካል ንዝረት, ድንጋጤ ጋር በተያያዘ ጥንካሬ, እና በጣም ላይ. N.
12. በማንኛውም ቦታ ላይ ለመስራት ችሎታ.
13. አስተማማኝነት.
14. ቀላል ጥገና.

ምታ መስፈርቶች

electrochemical ሴሎች ንድፍ በጣም ቀልጣፋ ምላሽ ምቹ የሆነ አካባቢን ማቅረብ አለባቸው. እነዚህ ሁኔታዎች ያካትታሉ:

• የአሁኑ መፍሰስ በመከላከል;
• ወጥነት ያለው ስራ;
• (መታተም ጨምሮ) ሜካኒካዊ ጥንካሬ;
• የ reactants መካከል መለያየት;
• የ electrodes እና ኤሌክትሮ መካከል መልካም ግንኙነት;
• ቢያንስ ኪሳራ ጋር አንድ ውጫዊ ውፅዓት ምላሽ ዞን ከ የአሁኑ ሊወጡ.

የአሁኑ ምንጮች, ኬሚካል የሚከተሉት አጠቃላይ መስፈርቶች ማሟላት አለበት:

• የተወሰኑ መለኪያዎች ከፍተኛ እሴቶች;
• ብቃቱን ከፍተኛውን ሙቀት ክልል;
• ታላቅ ጭንቀት;
• የኃይል አንድ ዩኒት ያለውን ዝቅተኛ ወጪ;
• መረጋጋት ቮልቴጅ;
• በማስቀመጥ ማስከፈል;
• ደህንነት;
• ጥገና ወቀሳ, እና በሐሳብ ይህም አያስፈልግም;
• ረጅም አገልግሎት ሕይወት.

ክወና መምታት

ዋና ሕዋሶች ዋናው ጥቅም - ማንኛውም ጥገና አያስፈልግም. አንተ ገጽታ, መደርደሪያ-ሕይወት ለማረጋገጥ በቂ እነሱን መጠቀም ከጀመሩ በፊት. ሲገናኝ ይህ polarity ጠብቅ እና የመሣሪያ እውቂያዎች ሙሉነት ማረጋገጥ አስፈላጊ ነው. ይበልጥ ውስብስብ ኬሚካል ምንጮች - ባትሪዎች, ይበልጥ ከባድ እንክብካቤ ይፈልጓታል. የአገልግሎት ዓላማ - ሕይወት ከፍተኛው ቅጥያ. ባትሪውን በመንከባከብ ነው:

• ንጽሕና ጥገና;
• ክፍት የወረዳ ቮልቴጅ መከታተል;
• የ ኤሌክትሮ ደረጃ ጠብቆ (ብቻ distilled ውኃ refilling ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል);
• (- ፈሳሽ መጠጋጋት መለካት ለማግኘት ቀላል መሣሪያ hydrometer በኩል) ወደ ኤሌክትሮ ትኩረት መቆጣጠር.

electrochemical ሕዋሶች ክወና ወቅት የኤሌትሪክ መገልገያዎችን አስተማማኝ አጠቃቀም ጋር የሚዛመዱ ሁሉንም መስፈርቶች መገዛት ያስፈልጋቸዋል.

electrochemical ስርዓት ይምቱ ምደባ

በስርዓቱ ላይ በመመስረት የኬሚካል ወቅታዊ ምንጮች አይነቶች:

• (አሲድ) መምራት;
• ኒኬል-ካድሚየም, ኒኬል-ብረት, ኒኬል-ዚንክ;
• ማንጋኒዝ-ዚንክ, መዳብ-ዚንክ, ሜርኩሪ, ዚንክ, ዚንክ-ክሎራይድ;
• ከብር-ዚንክ, በብር እና ካድሚየም;
• የአየር-ብረት;
• ኒኬል-ሃይድሮጅን እና ከብር-ሃይድሮጅን;
• ማንጋኒዝ-ማግኒዥየም;
• ሊቲየም እና ረጥ. መ.

መምታት ውስጥ ዘመናዊ አጠቃቀም

የአሁኑ ምንጮች, የኬሚካል በአሁኑ ጊዜ ጥቅም ላይ ነው:

• ተሽከርካሪዎች;
• ተንቀሳቃሽ መሣሪያዎች;
• ወታደራዊ እና ቦታ ቴክኖሎጂ;
• ሳይንሳዊ መሣሪያዎች;
• ሜዲስን (ልብ መቆጣጠሪያ).

በቤት ውስጥ ሊመታ መካከል የተለመዱ ምሳሌዎች:

• ባትሪዎች (ደረቅ ሕዋሳት);
• ባትሪዎች ተንቀሳቃሽ የቤት ዕቃዎች እና ኤሌክትሮኒክስ;
• uninterruptible ኃይል አቅርቦት;
• የመኪና ባትሪዎች.

በተለይ በስፋት የኤሌክትሪክ ሊቲየም የኬሚካል ምንጮች ጀመሩ. ይህ ሊቲየም (ሊ) ከፍተኛ ኃይል ጥግግት ያለው እውነታ ምክንያት ነው. ይህ አሉታዊ የሚኩራራ እውነታ electrode እምቅ ሌሎች ማዕድናት. CCS እና የስራ ቮልቴጅ የተወሰኑ ጉልበት ሁሉ ሌሎች እሴቶች ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች (ልያ) ወደፊት. የመንገድ ትራንስፖርት - አሁን ቀስ በቀስ አዲስ የሉል እስኪችል. ሊቲየም ባትሪዎች መሻሻል ጋር የተያያዙ ወደፊት ሳይንሳዊ ግኝቶች ውስጥ, ካሜራዎችን ንድፎችን እና ትልቅ ከባድ-ግዴታ ባትሪዎችን አቅጣጫ መንቀሳቀስ ይሆናል.