Сарчашмаи имрӯза кимиёвӣ мебошанд. Навъҳои манбаъҳои кимиёвӣ ва дастгоҳи онҳо

манбаъњои ҷорӣ , химиявӣ (задааст кӯтоҳи) - таъғирёбии иқлим, ки дар он ба энергияи як шишаи ба барқ табдил. номҳои дигар онҳо - як electrochemical ҳуҷайра, ҳуҷайраи galvanic , ҳуҷайраи electrochemical. Принсипи амали онҳо инҳоянд: дар натиҷаи ҳамкории ду омехта, реаксияи химиявӣ бо иҷозати энергияи ҳарвақтаи барқи доимӣ сурат мегирад. Дар дигар манбаъҳои мавҷуда, раванди истеҳсоли нерӯи барқ тибқи нақшаи фарогирӣ сурат мегирад. Аввал озод энергияи гармӣ, он гоҳ аз он аст, ба механикӣ ба энергияи барқ табдил дода ва танҳо баъд. Афзалияти Хит - раванди аз як-марҳилаи, i.e. барқ аст, ки бевосита ба даст оварда, бе дахолати қадамҳои таъмини гармидиҳӣ ва energies механикї.

Таърих

Чӣ гуна сарчашмаҳои аввалиндараҷа пайдо шуданд? Манбаъҳои химиявӣ даъват карда шудаед, ҳуҷайраҳои galvanic Луиҷи Galvani - пас аз олими Италия асри ҳаждаҳум. Ӯ духтур, анатомист, физиолог ва физикист буд. Яке аз самтҳои таҳқиқоти ӯ омӯзиши фишори ҳайвонот ба таъсироти гуногуни берунӣ буд. Усули химиявии дарёфти қувваи барқ аз ҷониби Galvani тасодуфан дар давоми яке аз таҷрибаҳо оид ба қурбоққаҳо пайдо шуд. Вай ду плитаҳои металлиро ба сӯи пружаи порааш пора карда буд. Дар айни замон, зукоми музмин рух дод. Шарҳи худро дар бораи ин падида Galvani нодуруст буд. Аммо натиҷаҳои таҷрибаи худ ва мушоҳидаҳои ӯ дар донишгоҳҳои Алессандро Волта дар таҳқиқоти минбаъда кӯмак карданд.

Волта дар корҳои худ назарияи пайдоиши мавҷҳои электрикӣ дар натиҷаи реаксияҳои химиявӣ байни ду металл дар якҷоягӣ бо миқдори мушакҳои пораҳо муаррифӣ шуд. Дар аввал манбаи кимиёвии кунҷӣ бо як контейнер бо намакоб, бо занч ва миски он дарбар мегирифт.

Дар миқёси саноат, ҲИТ дар нимсолаи дуюми асри нуздаҳ, ба шарофати Либерни Фаронса, ки унвони ибтидоии манган-ашкро бо равғани электролитӣ номидааст, оғоз ёфт. Якчанд сол баъд аз ин ин ҳуҷайраи электрохимиявӣ аз тарафи олимон беҳтар карда шуд ва сарчашмаи ягона дар сар то сари соли 1940 буд.

Дастгоҳ ва принсипи фаъолияти HIT

Дастгоҳи манбаъҳои кимиёвӣ аз ду электродҳо (гузаргоҳҳои якум) иборатанд ва электролите, ки дар байни онҳо мегузарад (гузаранда аз дуюм, ё роҳкунандаи ionic) мебошад. Дар ҳудуди онҳо дорои имконоти электронӣ вуҷуд дорад. Электрод, ки дар он моддаҳои кимиёвӣ oxidized номида мешавад anode, ва яке аз он oxidant кам карда мешавад. Якҷоя бо электролита системаи электрохимиявӣ ташкил мекунанд.

Таъсири тарафе, ки аксуламали коҳиши оксидро дар байни электрозҳо пайдоиши мавҷҳои электрро ташкил медиҳад. Дар давоми ин реаксия, агенти кам кардани оксидҳо ва электролиёҳоро ба oxidant медиҳад, ки онҳоро мегирад ва аз ин рӯ онро барқарор мекунад. Мавҷудияти байни катот ва анодот аз эритроситӣ барои реаксия ҳолати зарурӣ мебошад. Агар шумо якҷоя бо филтрҳо аз ду металлҳои гуногуни ҳамарӯза якҷоя кунед, ҳеҷ нерӯи озод нахоҳад шуд, тамоми нерӯи барқ ҳамчун гармии озод хоҳад шуд. Электролита барои интиқоли ҷараёни интиқоли электронӣ зарур аст. Аксар вақт дар сифати он ҳалли шӯрӣ ё гелос аст.

Электротҳо мисли плитаҳои металлӣ ё абрҳоро мебинанд. Вақте ки онҳо дар электролитҳо чуқурӣ мекунанд, фарқияти потенсиалҳои электрикӣ байни онҳо - қувваи росткунҷаи кушода вуҷуд дорад. Анодот тамоюл доранд, ки электрронҳо, ва катотро қабул кунанд. Дар сатҳи онҳо, реаксияҳои кимиёвӣ сар мешаванд. Вақте, ки ноҳия кушода мешавад ва вақте ки яке аз реагентҳо истеъмол мекунад, онҳо қатъ мешаванд. Ҳангоми яке аз электродитҳо ё электролитҳо ҷудо карда мешавад.

Бемории системаҳои электрохимиявӣ

манбаъњои ҷорӣ oxidants химиявї ҳамчун намаки кислотаи оксиген, оксиген, halides, оксиди металл олӣ мураккаб nitroorganic ва т. д Кам агентҳои он металлҳо ва оксиди поёнии онњо, гидроген, ва пайвастагињои карбогидрид мебошанд истифода бурда мешавад. Электролитҳо чӣ гуна истифода мешаванд:

1. Ҳалли ҳалқаҳои оксидҳо, alkalis, намак ва ғайра.
2. Роҳҳои ғайритиҷоратӣ бо варақаи оптикӣ, ки бо таркиби намакҳо дар ҳалли органикӣ ё ғайриорганикӣ гирифта шудаанд.
3. Борҳо аз намакҳо.
4. Ҷуфти мураккаб бо варақаи ionic, ки дар он яке аз ions mobile аст.
5. Электрикитҳои матриса. Ин масолеҳҳои моеъ ё гудохташуда мебошанд, ки дар пӯсти ҳайати ғайрирасмӣ, интиқолдиҳандаи барқ мебошанд.
6. Ion мубодилаи электролитҳо. Инҳо пайвастагиҳои сахт бо гурӯҳҳои ionogenic устувори ҳамон аломат мебошанд. Шикори аломати дигар дар як вақт мобил аст. Ин амвол боиси эффекти чунин unipolar electrolyte.

Батареяҳои Galvanic

Сарчашмаҳои ҳозираи кимиё аз ҳуҷайраҳои галваникӣ - ҳуҷайраҳо иборатанд. Сатҳи яке аз ин ҳуҷайраҳо хурд аст - аз 0,5 то 4V. Вобаста аз эҳтиёҷот, HIT як батареяи galvanic -ро дар бар мегирад, ки аз якчанд унсурҳои силсилавӣ вобаста аст. Баъзан пайвастагии параллелӣ ё силсилавӣ-параллелӣ якчанд унсурҳо истифода мешаванд. Дар як сикли пайдарпаӣ, танҳо як ҳуҷайраҳои аввалия ё аккумуляторҳо ҳамеша дохил карда шудаанд. Онҳо бояд параметрҳои якхела дошта бошанд: системаи электрохимиявӣ, тарҳрезӣ, вариантҳои технологӣ ва андоза. Барои пайвастани параллел, истифодаи унсурҳои андозаи гуногун қобили қабул аст.

Силсилаи HIT

Манбаъҳои кимиёвии имрӯза дар:

• Андозаи;
• Сохтмон;
• Reagents;
• Табии эффекти энергетикӣ.

Ин параметрҳо хусусияти амалии HIT-ро муайян мекунанд, ки барои барномаи махсус мувофиқанд.

Таснифоти ҳуҷайраҳои электрохимиявӣ ба фарқияти принсипи фаъолияти дастгоҳ асос ёфтааст. Вобаста аз ин хусусиятҳо, фарқи:

1. Сарчашмаҳои ибтидоии кимиёвӣ ин унсурҳои як амал мебошанд. Дар онҳо онҳо дорои захираи реагентҳо, ки ҳангоми реаксия истеъмол мешаванд. Баъд аз пурраи пурраи ин ҳуҷайраи оперативӣ аз даст меравад. Бо роҳи дигар, ҲИТ аввалин ҳуҷайраҳои галиликӣ номида мешавад. Ин дуруст аст, ки онҳо фақат онҳоро бихонанд. Соддатарин намунаҳои сарчашмаи энергияи ибтидоӣ «батарея» аст.
2. Манбаъҳои барқароршавандаи кимиёвии ҷорӣ - аккумуляторҳо (инчунин сутунҳои иловагӣ, такрори HITs) унсурҳои аз нав истифодашаванда мебошанд. Бо гузаштан аз мавҷи беруна дар самти баръакс тавассути батарея пас аз пуркунии пурраи бароҳат, реагентҳои истеъмолшуда барқарор карда мешаванд, аз нав барқарор кардани энергияи химиявӣ (пуркунии). Бо имконияти барқарор кардани сарчашмаи доимии ҷорӣ, ин таҷҳизот барои муддати тӯлонӣ истифода мешавад, бо шарти барқароркунӣ. Раванди истеҳсоли нерӯи барқ тақрибан батарея номида мешавад. Барои чунин ҲИТ имкон дорад, ки унсурҳои энергетикии бисёр дастгоҳҳои электронӣ (ноутбукҳо, телефонҳои мобилӣ ва ғ.) Дошта бошанд.
3. Манбаъҳои тафсири кимиёвии ҳозираро дастгоҳи доимии доимӣ мебошанд. Дар рафти кори онҳо, қисмҳои нави реагентҳо мунтазам таъмин карда мешаванд ва маҳсулоти реаксия бартараф карда мешаванд.
4. Дар ҳуҷайраҳои галваникии якҷоя (сӯзишворӣ) захираи яке аз реагентҳо мавҷуд аст. Дуюм ба дастгоҳ ба берун аз лабораторияи лалмӣ оварда шудааст. Ҳаёти ин дастгоҳ аз захираи аввалин реагент вобаста аст. Сарчашмаҳои кимиёвии имрӯзаи электрикӣ ҳамчун аккумуляторҳо истифода мешаванд, агар имконияти барқарор кардани онҳо аз тариқи гузариш аз манбаъи беруна имконпазир бошанд.
5. Навсозии навъи HIT механикӣ ё кимиёвӣ ба ҳисоб гирифта мешавад. Барои онҳо, имконпазир аст, ки реагентҳои истеъмолӣ бо қисмҳои нав пас аз пуркунии пурраи онҳо иваз карда шаванд. Ин аст, ки онҳо дастгоҳҳои доимӣ нестанд, аммо, ба монанди аккумуляторҳо, давра ба давра ҷуброн мекунанд.

Хусусиятҳои ХИТ

Хусусиятҳои асосии манбаъҳои кимиёвии имрӯза инҳоянд:

1. Натиҷаи қувваи рӯизаминӣ (NDC ё нерӯи барқи). Ин нишондиҳанда, пеш аз ҳама, аз системаи интихобшудаи электрохимиявӣ вобаста аст (як омезиши агенти паст, оксидкунанда ва электролит). Ҳамчунин, консентратсияи электролит, дараҷаи ихроҷи, ҳарорат ва дигар таъсир ба NRC. NDC аз арзиши акнун ҷараён мегирад.
2. Энергетика.
3. Сатҳи садама вобаста ба муқовимати сектори беруна вобаста аст.
4. Иқтидори - ҳадди ниҳоии нерӯи барқе, ки HIT медиҳад, ҳангоми пурра бартараф кардани он.
5. Нигоҳдории энергия аз ҳадди ниҳоии дастгоҳ вақте ки хомӯш карда мешавад.
6. Хусусиятҳои энергетикӣ. Барои батареяҳо, пеш аз ҳама, давраҳои кафолатноки давраҳои пардохти арзон бе кам кардани норасоии нерӯи барқ (сарчашма).
7. Сатҳи гармии самаранокӣ.
8. Ҳаёти истеъмолӣ вақти имконпазирро байни истеҳсолот ва як адад якуми дастгоҳ маҳдуд мекунад.
9. Ҳаёти меҳнатӣ ҳадди аксар ҳаждаҳ ва кори шафқат мебошад. Барои ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ, хидмати мунтазам ва мунтазам ҳаёти ҳаёт муҳим аст.
10. Энергияи умумӣ, ки барои тамоми ҳаёт дода шудааст.
11. Қувваи механикӣ дар робита бо вибрадор, шоколад ва ғ.
12. Қобилияти кор дар ҳама гуна ҷойҳо.
13. Боварӣ.
14. Ба осонӣ нигоҳ доштани он.

Талабот барои HIT

Тарҳрези ҳуҷайраҳои электрохимиявӣ бояд шароитҳое, ки ба раванди самараноки реаксия мусоидат мекунанд, таъмин намоянд. Инҳо дар бар мегиранд:

• Пешгирӣ намудани ҷорӣ шудани ахлоқ;
• Кори якранг;
• Қувваи механикӣ (аз ҷумла зичии);
• Ҷудо кардани реагентҳо;
• Муносибати хуб байни электродҳо ва электролит;
• Акнун аз минтақаи реаксия ба терминали беруна бо талафоти камтарин хориҷ карда мешавад.

Сарчашмаҳои кимиёвӣ бояд ба талаботи умумии зерин ҷавобгӯ бошанд:

• Арзиши олии параметрҳои мушаххас;
• Дараҷаи максималии ҳарорати амалиётӣ;
• Беҳтарин фишори;
• Нархи ҳадди аққал як воҳиди энергия;
• Истеъмоли қувваи барқ;
• Амнияти эмотсионалӣ;
• Амният;
• Содда кардани хидмат, ва дар ҳақиқат, барои он зарур нест;
• Ҳаёти дарозмӯҳлат.

Амали HIT

Афзалияти асосии ҳуҷайраҳои асосии галвиникӣ ин аст, ки ҳеҷ гуна нигоҳдорӣ вуҷуд надорад. Пеш аз он ки шумо онҳоро истифода баред, ба шумо лозим меояд, ки тамошобин, санаи гузаштаро тафтиш кунед. Ҳангоми пайвастшавӣ фарогирии аҳамияти алоқаи дастгоҳро тафтиш кардан муҳим аст. Сарчашмаҳои зиёди кимёвии кимиёвӣ - батареяҳо, нигоҳубини ҷиддиро талаб мекунанд. Мақсади хидмати онҳо ба ҳадди аксар расонидани ҳаёти хизматӣ мебошад. Нигоҳ доштани батарея:

• Нигоҳ доштани тозагӣ;
• Мониторинги қувваи барқи доимӣ;
• Таъмини сатҳи электролит (танҳо барои об барои тоза кардан мумкин аст);
• Мониторинги консентратсияи электролит (бо истифода аз гидометр - асбоби оддӣ барои санҷидани зичии маводи моеъ).

Ҳангоми ҳуҷайраҳои галиликӣ кор кардан зарур аст, ки ҳамаи талаботҳои вобаста ба истифодаи бехатарии дастгоҳҳои барқӣ зарур аст.

Сифати HIT аз ҷониби системаҳои электрохимиявӣ

Намудҳои манбаъҳои кимиёвӣ, вобаста ба система:

• Пешбиниҳо (кислота);
• Никель-cadmium, никли-оҳан, нисел-римин;
• Манганча-ранге, мис-синий, мела-ранге, хлор-римин;
• Silver-zinc, silver-cadmium;
• Ҳаво;
• Никель-hydrogen ва нуқра-hydrogen;
• Манган-магний;
• Литр, ва ғайра.

Истифодаи замонавии HIT

Манбаъҳои ҳозир, кимиёвӣ Айни замон дар:

• Воситаҳои нақлиёт;
• Дастгоҳҳои муҳофизатӣ;
• Технологияи ҳарбӣ ва фазо;
• Таҷҳизоти илмӣ;
• Медиа (асабҳо).

Мисолҳои тавсифи HIT дар ҳаёти ҳаррӯза:

• Батареяҳо (батареяҳои хушк);
• Батареяҳои таҷҳизотҳои электронӣ ва электроника;
• Таъмини қувваи ноустувор;
• Батареяҳои автомобилӣ.

Сарчашмаҳои кимиёвии литрӣ ҳоло махсусан васеъ истифода шудаанд. Ин сабаби он аст, ки литти (Лит) дорои энергияи махсуси баландтарин аст. Далели он, ки ба он фахркунанда манфӣ нерўи электроди ҳамаи металлҳои дигар. Батареяҳои литр-ion (LIA) ҳамаи дигар HIT-ро дар робита бо энергияи мушаххас ва фишори амалиётӣ баланд мебардоранд. Акнун онҳо тадриҷан майдони нави автомобилиро ба даст меоранд. Дар ояндаи наздик, инкишофи олимон, ки бо такмили батареяҳои литрӣ алоқаманд хоҳанд шуд, ба самти сохторҳои статсионарӣ ва батареяҳои баландсифат интиқол дода мешаванд.