«ОПРЕДЕЛЕНИЕ электрохимическИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОММЕРЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА ЦИНК – ДИОКСИДМАРГАНЦЕВОЙ СИСТЕМЫ»
(специализация – электрохимия) Цель работы На основании вольтамперометрических и гальваностатических измерений определить следующие характеристики коммерческих источников тока типоразмера AAA цинк – диоксидмарганцевой электрохимической системы: Ø напряжение разомкнутой цепи (НРЦ); Ø …
ХИТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
За последние 40 лет число автомобилей в мире выросло на порядок и превысило 700 млн. шт. Автомобили представляют серьезную угрозу для человека и окружающей среды. В последние десятилетия все вновь …
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ
Конденсатор – это устройство, накапливающее электрическую энергию. ХИТ – это тоже устройство, накапливающее электрическую энергию. В чем различие между ними? Конденсатор характеризуется определенной постоянной емкостью: , Измеряемой в Фарадах, 1 …
Топливные элементы
Как известно, основная доля производимой в мире электроэнергии вырабатывается на теплоэлектростанциях. Принцип в простейшем описании такой: сжигается топливо (твердое, жидкое или газообразное), нагревается вода и превращается в пар, пар и …
Марганцево-цинковые перезаряжаемые ХИТ
Сколько существуют Zn–MnO2-элементы, столько пытались сделать их перезаряжаемыми, но удалось это только недавно. Марганцево-цинковые аккумуляторы выпускаются с 1990-х годов. В 2001 году их производилось в мире 300 млн. штук в …
Литиевые аккумуляторы
К началу 1990-х годов во многих промышленно развитых странах было налажено крупносерийное производство первичных ЛИТ самых разных типоразмеров с использованием различных литиевых электрохимических систем, в основном удовлетворяющих современным требованиям. Основные …
Система Li│LiJ│J2
В качестве примера полностью твердофазного ЛИТ рассмотрим электрохимическую систему литий | йод. Токообразующая реакция имеет вид Li + 0.5J2 → LiJ Схематичная разрядная кривая источника тока литий | йод. НРЦ …
Система Li│CuO
В качестве электролита чаще используется 1М раствор LiClO4. в смешанном растворителе ПК + ТГФ, поэтому электрохимическая система может быть записана более подробно: (–) Li│ LiClO4, ПК + ТГФ │CuO (+) …
ЛИТИЕВЫЕ СИСТЕМЫ С ТВЕРДЫМ КАТОДОМ Система Li│MnO2
В качестве электролита чаще используется 1М раствор LiClO4. в смешанном растворителе ПК + ДМЭ, поэтому электрохимическая система может быть записана более подробно: (–) Li│ LiClO4, ПК + ДМЭ │MnO2 (+) …
Система Li│LiAlCl4│SOCl2
Это также система с жидким растворителем-окислителем. Элементы системы Li/ТХ обладают максимальной удельной энергией среди всех разработанных ХИТ длительного действия – до 650 Вт·ч/кг или до 1300 Втч/л. Токобразующая реакция следующая …
Система Li│LiBr│SO2
Это – электрохимическая система с жидким катодом-электролитом. Здесь, как и в системе Li│H2O, в одном веществе (жидком SO2) объединены и растворитель, и активное катодное вещество-окислитель. Электрохимическое восстановление растворителя в этом …
ПРИЧИНЫ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИТИЕВОГО ЭЛЕКТРОДА
Литий – высокоактивный щелочной металл. Это свойство лития особенно ярко проявляется при попытке создать его чистую поверхность. Даже следовые количества вещества извлекаются им из окружающей среды. Даже в условиях сверхвысокого …
Растворители и соли для литиевых источников тока
Неорганические 1) Жидкий диоксид серы (легко сжижается под давлением) SO2 2) Тионилхлорид: SOCl2 3) Сульфурилхлорид: SO2Cl2 Органические 1) Ацетонитрил (АН) СН3-СN 2) Диметилформамид (ДМФА) 3) Диметилацетамид (ДМАА) 4) γ – …
Система литий-вода
Электрохимическая система может быть представлена в виде (–) Li│LiOH │ H2O (Me) (+) Где Me – это инертный катод, не участвующий в токообразующей реакции. Его изготавливают из недорогих металлов (железо, …
ПЕРВИЧНЫЕ ЛИТИЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА
Литий обладает самым отрицательным электродным потенциалом среди всех металлов: –3.055 В в воде. Это связано с малым радиусом иона Li+ и его сильной гидратацией. В неводных растворителях его потенциал несколько …
Никель-металлгидридный аккумулятор MH ½ KOH½ NiOOH
Никель-металлгидридный (Ni-МН) аккумулятор появился как дальнейшее развитие НК системы в результате замены кадмиевого электрода на водородный электрод. Причины – 1) недостаточно высокая плотность энергии традиционных СА, НК и НЖ систем; …
Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы Cd ½ KOH ½ NiOOH и Fe ½ KOH ½ NiOOH
Рассмотрим эти две электрохимические системы вместе, так как они имеют много общего. Никель-кадмиевые (НК) и никель-железные (НЖ) аккумуляторы долгое время занимали второе место в мире после СА по распространенности. Но …
Система Pb ½ H2SO4 ½ PbO2 (свинцовый аккумулятор)
Свинцовый аккумулятор (СА) является наиболее распространенным в настоящее время вторичным ХИТ. Более половины всего мирового производства свинца расходуется на изготовление свинцовых аккумуляторов. Широкое распространение этих аккумуляторов обусловлено их относительной дешевизной …
Система Zn ½ KOH ½ AgO (Ag2O)
Серебряно-цинковые (СЦ) источники тока являются аккумуляторами, т. е. перезаряжаемыми. Начали выпускаться в 1940-х годах и получили распространение в основном в специальных областях: в авиации, ракетной и космической технике и др. …
Система Zn ½ KOH ½ HgO
Ртутно-цинковые (РЦ) элементы были разработаны в годы Второй мировой войны. Широко выпускаются до сих пор, в том числе для питания различной портативной электроники. В качестве электролита используется 40% раствор КОН …
Система Zn ½ NaOH ½ CuO
Выпускаются уже более 100 лет. Токообразующая реакция в медно-цинковых элементах имеет вид Zn + CuO + 2NaOH = Na2ZnO2 + Cu + H2O С ЭДС = 1.058 В. Оксид меди …
Система Zn ½ KOH ½ MnO2
В других электрохимических системах с Zn анодом используется щелочной электролит. Это, как правило, концентрированный раствор КОН (25 – 40 масс. % КОН или 6 – 10 моль/л). Реже – 25% …
Система Zn ½ NH4Cl, ZnCl2 ½ MnO2 (элемент Лекланше)
Элементы Лекланше (солевые батарейки) являются основным типом первичных ХИТ уже более 100 лет. Очень долго они были самыми распространенными, но с 1998 года их производство начало сокращаться. Ряд стран (например, …
Марганцево-цинковые элементы
Ежегодно в мире их производят более 10 млрд. штук. По некоторым сведениям, 90% всех выпускаемых в мире ХИТ – это система Zn-MnO2. Их широкое распространение связано с удачным сочетанием качеств: …
Источники тока с цинковым анодом
Цинк – очень удобный реагент для ХИТ: он является хорошим восстановителем с достаточно отрицательным потенциалом, коррозионно довольно устойчив в водных растворах, сравнительно дешев и нетоксичен. Теоретическая удельная емкость цинка составляет …
Направления развития электрохимических систем
Теоретически источники тока можно построить на основе любой окислительно-восстановительной реакции. На практике набор требований ограничивает круг используемых веществ. В итоге всего исследовано более 500 электрохимических систем, перспективных для возможного применения …
Общие требования к химическим источникам тока
На основе предыдущего краткого изложения можно сформулировать общие требования к химическим источникам тока. Итак, ХИТ должны иметь Ø как можно более высокие значения удельных параметров, Ø как можно более широкий …
Коммутация ХИТ
Если напряжение или емкость одного гальванического элемента недостаточна, несколько элементов соединяют в батарею (гальваническую батарею). Чаще всего используют Последовательное соединение, при котором соединяются разноименные полюса (минус к плюсу) При этом …
Краткая теория химических источников тока
Термодинамика электрохимических элементов позволяет определить их Электродвижущую силу E (ЭДС). ЭДС – это теоретическая разность потенциалов между положительным и отрицательным электродами в отсутствие тока, т. е. когда элемент разомкнут. ЭДС …
«Современные химические источники тока»
Доктор химических наук, профессор А. В. Чуриков Доктор химических наук, профессор И. А. Казаринов Предмет настоящего курса – электрохимические системы, которые используются в современных химических источниках тока (ХИТ). Жизнь современного …
