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 восстанавливается до металлической меди, причем механизм реакции довольно сложен и протекает через стадию образования оксида одновалентной меди CuO ® Cu2O ® Cu. Фактически НРЦ = […]

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% раствор NaOH (6 моль/л). В ХИТ всегда применяются высококонцентрированные или насыщенные растворы. Причины: 1) исходя из общих химических принципов, скорость процессов растет с ростом концентрации; […]

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, США) полностью перешли на выпуск щелочных элементов Zn-MnO2, т. к. солевым элементам присущи серьезные недостатки: 1) резкое снижение напряжения при разряде, что приводит к почти […]

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: 1) относительная дешевизна; 2) удобство в эксплуатации; 3) приемлемая сохраняемость; 4) приемлемые электрические характеристики. Недостаток – падение рабочего напряжения по отношению к НРЦ, что связано […]

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 830 А×ч/кг – это большая величина, больше только у легких щелочных и щелочноземельных металлов и алюминия. Цинковые аноды использовались еще в Вольтовом столбе и продолжают […]

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 в ХИТ, и только 40 – 50 из них дошли до стадии практической реализации. Наиболее известные ХИТ созданы на основе электрохимических систем Pb-H2SO4-PbO2 (свинцовый кислотный […]

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 температурный интервал работоспособности, Ø как можно более высокое напряжение, Ø по возможности невысокую стоимость единицы энергии, Ø для аккумуляторов – также высокий ресурс (большое число […]

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 напряжение и ЭДС суммируются Почему суммируются? Разность потенциалов возникает на границе раздела «электрод | электролит». В единичном ХИТ таких границ две, их напряжения алгебраически суммируются. […]

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 однозначно связана с изменением энергии Гиббса токообразующей реакции F = 96485 Кл/моль – число Фарадея, N – число электронов, участвующих в токобразующей реакции (для вышеприведенной […]

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 общества невозможно представить без использования ХИТ. Они нашли широчайшее применение как автономные источники электроэнергии для питания всевозможной электронной аппаратуры, компьютеров, радиотелефонов, часов и многого другого. […]