Хімічні джерела струму
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Хімічні джерела струму

Хімічні джерела струму, пристрої, що виробляють електричну енергію за рахунок прямого перетворення хімічної енергії окислювально-відновних реакцій. Перші Х. і. т. створені в 19 ст ( Вольтів стовп, 1800; елемент Данієла — Якобі, 1836; Лекланше елемент, 1865, і ін.). До 60-х рр. 19 ст Х. і. т. були єдиними джерелами електроенергії для живлення електричних приладів і для лабораторних досліджень. Основу Х. і. т. складають два електроди (один — окислювач, що містить, інший — відновник), що контактують з електролітом. Між електродами встановлюється різниця потенціалів — електрорушійна сила (едс), відповідна вільній енергії окислювально-відновної реакції. Дія Х. і. т. засновано на протіканні при замкнутому зовнішньому ланцюзі просторово розділених процесів: на негативному електроді відновник окислюється, вільні електрони, що утворюються, переходять по зовнішньому ланцюгу (створюючи розрядний струм) до позитивного електроду, де беруть участь в реакції відновлення окислювача.

  Залежно від експлуатаційних особливостей і від електрохімічної системи (сукупності реагентів і електроліту) Х. і. т. діляться на гальванічні елементи (зазвичай називаються просто елементами), які, як правило, після витрачення реагентів (після розрядки) стають непрацездатними, і акумулятори, в яких реагенти регенеруються при зарядці — пропусканні струму від зовнішнього джерела (див. Зарядний пристрій ). Таке ділення умовне, т.к. некоториє елементи можуть бути частково заряджені. До важливих і перспективних Х. і. т. відносяться паливні елементи ( електрохімічні генератори ), здатні тривало безперервно працювати за рахунок постійного підведення до електродів нових порцій реагентів і відведення продуктів реакції. Конструкція резервних хімічних джерел струму дозволяє зберігати їх в неактивному стані 10—15 років (див. також Джерела струму ).

  З початку 20 ст виробництво Х. і. т. безперервно розширюється у зв'язку з розвитком автомобільного транспорту, електротехніки, зростаючим використанням радіоелектронної і ін. апаратури з автономним живленням. Промисловість випускає Х. і. т., в яких переважно використовуються окислювачі Pbo 2 , NIOOH, Mno 2 і ін., відновниками служать Pb, Cd. Zn і ін. метали, а електролітами — водні розчини лугів, кислот або солей (див., наприклад, Свинцевий акумулятор ).

  Основні характеристики ряду Х. і. т. приведені в таблиці. Кращі характеристики мають ті, що розробляються Х. і. т. на основі активніших електрохімічних систем. Так, в неводних електролітах (органічних розчинниках, розплавах солей або твердих з'єднаннях з іонною провідністю) як відновники можна застосовувати лужні метали (див. також Расплавниє джерела струму ). Паливні елементи дозволяють використовувати енергоємні рідкі або газоподібні реагенти.

  Літ.: Дасоян М. А., Хімічні джерела струму, 2 видавництва, Л., 1969: Романів Ст Ст, Хашев Ю. М., Хімічні джерела струму, М., 1968; Орлів Ст А., Малогабаритні джерела струму, 2 видавництва, М., 1970; Вайнел Д. Ст, Акумуляторні батареї, перло.(переведення) з англ.(англійський), 4 видавництва, М. — Л., 1960; The Primary Battery, ed. G. W. Heise, N. C. Cahoon, v. 1, N. Y. — L., 1971.

  Ст С. Багоцкий.

 

Характеристики хімічних джерел струму

Тип джерела струму

Состоя-

ніє разра-

ботки*

Електрохи-

мічеськая
 система

Разряд-
ноє напря-
женіє, в

Питома енергія, вт·ч/кг

Питома потужність, Вт/кг

Інші показники

Номі-

нальная

Макси-

мальная

 

Гальванічні елементи

Збереження, роки

Марганцеві сольові

А

(+) Mno 2   |  Nh 4 Cl, Zncl 2

| Zn(-)

1,5-1,0

20-60

2-5

20

1-3

Марганцеві лужні

А

(+) Mno 2 | KOH

| Nn(-)

1,5-1,1

60-90

5

20

1-3

ртутно-цинкові

А

(+) HGO | KOH

 |  Zn

1,3-1,1

110-120

2-5

10

3-5

Літієві неводні

Би

(+) (C) | Socl 2,

Lialcl 4 | Li(-)

3,2-2,6

300-450

10-20

50

1-5

Акумулятори

Термін служби, цикли

Свинцеві кислотні

А

(+) Pbo 2 |

H2so 4 | Pb(-)    

2,0-1,8

25-40

4

100

300

Кадмієво- і залізо-нікелеві лужні

А

(+) NIOOH |

KOH | Cd,

Fe(-)

1,3-1,0

25-35

4

100

2000

Срібно-цинкові

А

(+) Ag 2 O AGO |

KOH | Zn(-)

1,7-1,4

100-120

10-30

600

100

Никель-цинковиє

Би

(+) NIOOH |

KOH | Zn(-)

1,6-1,4

60

5-10

200

100-300

водневі для Нікелю

Би

(+) NIOOH | KOH |

H 2 (Ni) (-)

1,3-1,1

60

10

40

1000

цинк-повітря

В

(+) O 2 (C) |

KOH | Zn(-)

1,2-1,0

100

5

20

(100)

сірчано-натрієві

В

(+) SNAO•

9al 2 O 3 | Na(-)

2,0-1,8

200

50

200

(1000)

Паливні елементи

Ресурс роботи, ч

воднево-кисневі

Би

(+) O 2 (C,ag) |

KOH |

H 2 (Ni)(-)

0,9-0,8

30-60

1000-5000

Гидразіно-кисневі

Би

(+) O 2 (C,ag) |

KOH | N 2 H 4 (Ni)(-)

0,9-0,8

30-60

1000-2000

* A — серійне виробництво, Би — дослідне виробництво, В — у стадії розробки (характеристики очікувані).

  Примітка. Характеристики (особливо питома потужність) орієнтування, оскільки дані різних фірм і різних авторів не збігаються.