Примеры статей
Вольтов столб
Вольтов столб, гальваническая батарея, состоящая из нескольких последовательно соединённых Вольта элементов. Первый химический источник тока для практического применения. Электроды элементов В. с…
Лекланше элемент
Лекланше элемент, гальванический элемент, в котором положительный электрод изготавливается из двуокиси марганца с добавкой графита и сажи, отрицательный - из цинка. Л. э. был предложен в 1865…
Электродвижущая сила
Электродвижущая сила (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе…
Аккумулятор
Аккумулятор (лат. accumulator - собиратель, от accumulo - собираю, накопляю), устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. В зависимости от вида накапливаемой энергии…
Зарядное устройство
Зарядное устройство, 1) электротехническое устройство для зарядки аккумуляторных (в основном) и конденсаторных батарей. Состоит из зарядного генератора или из трансформатора с выпрямителем тока и…
Топливный элемент
Топливный элемент, важнейшая составная часть электрохимического генератора, обеспечивающая прямое преобразование химической энергии (реагентов - топлива и окислителя) в электрическую. Основу Т. э…
Электрохимический генератор
Электрохимический генератор (ЭХГ), химический источник тока, в котором реагенты (обычно газообразные или жидкие вещества) в ходе электрохимической реакции непрерывно поступают из специальных…
Резервный химический источник тока
Резервный химический источник тока, первичный химический источник тока, конструкция которого позволяет сохранять его в неактивном (нерабочем) состоянии достаточно долгое время и переводить в нужный…
Источники тока
Источники тока, устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую. По виду преобразуемой энергии И. т. условно можно разделить на химические и физические. Сведения о первых химических И…
Свинцовый аккумулятор
Свинцовый аккумулятор, кислотный аккумулятор, в котором активной массой положительного электрода служит двуокись свинца, а отрицательного - губчатый свинец. Преобразование электрической энергии в…
Расплавные источники тока
Расплавные источники тока, химические источники тока резервного типа, у которых электролит при температуре хранения находится в твёрдом неэлектропроводящем состоянии и переводится в жидкое…
Химические источники тока
Химические источники тока, устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счёт прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций. Первые Х. и. т. созданы в 19 в. (Вольтов столб, 1800; элемент Даниела — Якоби, 1836; Лекланше элемент, 1865, и др.). До 60-х гг. 19 в. Х. и. т. были единственными источниками электроэнергии для питания электрических приборов и для лабораторных исследований. Основу Х. и. т. 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 Х. и. т. 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) Х. и. т. 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 Х. и. т. 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 Х. и. т. непрерывно расширяется в связи с развитием автомобильного транспорта, электротехники, растущим использованием радиоэлектронной и др. аппаратуры с автономным питанием. Промышленность выпускает Х. и. т., 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 Х. и. т. приведены в табл. Лучшие характеристики имеют разрабатываемые Х. и. т. 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 токаТип 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 | NCl, ZnCl2
|/span>
1,5-1,0
20-60
2-5
20
1-3
Марганцевые щелочные
А
(+)MnO2| KOH
|/span>
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 |>
H/sub>(Ni) (-)
1,3-1,1
60
10
40
1000
Цинк-воздушные
В
(+)O2(C) |
KOH |/span>
1,2-1,0
100
5
20
(100)
Серно-натриевые
В
(+)SnaO•
92O3| Na(-)
2,0-1,8
200
50
200
(1000)
Топливные элементыРесурс работы, ч
Водородно-кислородные
Б
(+)O2(C,Ag) >
KOH |
H/sub>(Ni)(-)
0,9-0,8
—
—
30-60
1000-5000
Гидразино-кислородные
Б
(+)O2(C,Ag) >
KOH |2H4(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.