Elektrochemické zdroje

31.Elektrochemické zdroje

Úvod : Elektrická energie je takzvanou ušlechtilou energií pro její hlavní výhody - možnost jednoduchých přenosů na jakékoliv vzdálenosti (1000-10000 km), lehký převod na jiné druhy energie. Ovšem má i nevýhody - tou hlavní je velmi špatná účinnost uskladňování tohoto druhu energie. A pravě elektrochemické články mají za úkol elektrickou energii uskladňovat s pokud možno největší účinností. Elektrochemické články se dělí na primární a sekundární a společně patří mezi elektrochemické zdroje el. proudu.

Primární galvanické články:

- voltův galvanický článek (název je dán elektrochemickým systémem: Cu, Zn v roztoku CuSO4 )

- suchý galvanický článek (tzv. Leclanché: MnO2 a Zn se znehybněným elektrolytem NH4Cl (salmiak) a Hg pro aktivaci Zn elektrody (Protože se u nich při reakci uvolňuje H2O, tak často "vytékaly". Byly to běžně používané baterie za totalitního režimu.)

- zinkochloridový systém (dnes např. Wonder)

Depolarizace: vzdušná nebo chemická (burel MnO2)

Elektrody: kladná - uhlík, záporná - zinek (Leclanche a zinkochloridové články mají elektrodu ve formě kalíšku)Elektrolyt: podle typu

Kapacita článku: kapacita je dána množstvím chem. látek zapracovaných do článku (větší článek má větší kapacitu); svůj vliv uplatňuje také depolarizátor, který určuje do jaké míry se chem. látky v článku spotřebují - možnost dostupnosti pro chemickou (elektrochemickou) reakci, nebo ještě lépe - kdy přestane reakce probíhat.Jmenovité napětí: 1,5 V

Obvykle jsou články uzavřené, mechanicky pevné, otřesuvzdorné. Hlavní nevýhodou je, že články pouze dodávají el. energii, ale nejdou dobíjet (po vybití je musíme vyhodit, narozdíl od akumulátorů, které jdou dobíjet).

- Alkalické burelové články: elektrody jako Leclanché (uhlík, zinek), elektrolyt - hydroxid draselný KOH, článek je uzavřen v dvojitém ocelovém pouzdru. Elektroda je ve formě prášku smíchaná s elektrolytem na pastu. V jednom ocelovém pouzdře - to druhé je pouze obal a s článkem to nemá nic společného. Podobný obal (plech) může mít i Leclanche nebo jiné typy.

- Články s kysličníkem rtuti (oxid rtuti) nebo stříbra: kladná elektroda - rtuťová (směs oxidu rtuťnatého a grafitu), elektrolyt - KOH nebo NaOH, využití v knoflíkových bateriích (minimální rozměry).

Nejdříve základní pojmy:

Jmenovitá kapacita = vybíjecí proud násobený časem

Jmenovité napětí = napětí na jednom článku při zatížení středním vybíjecím proudem. Bývá 1 až 2 V.

Vnitřní odpor = poměr změny výstupního napětí ku změně zatěžovacího proudu (u dobrého nabitého akumulátoru je asi 0,001 až 0,01 ohmů)

Doba života akumulátoru je dána počtem úplných cyklů nabití a vybití, který elektrody vydrží.Další provozní elektrické hodnoty akumulátorů: vybíjecí a nabíjecí proud (asi jedna desetina ampérhodin akumulátoru), doba nabíjení, vybíjecí napětí