Elektrokjemiske celler: handlingsprinsipp og variasjon

I dag, galvaniske celler er blant de vanligste kjemiske strømkilder. Til tross for sine mangler, er de mye brukt i elektrisk og stadig forbedret.

Prinsippet for operasjonen

Det enkleste eksempel på driften av den elektrokjemiske celle er som følger. I en glasskrukke med en vandig svovelsyreoppløsning ble nedsenket to plater: en - kobber, den andre - sink. De er de positive og negative polene i cellen. Hvis disse polene for å koble dirigenten å få en enkel elektrisk krets. Inne i cellestrømmen vil strømme fra sinkplate som har en negativ ladning til kobber, positivt ladet. I den ytre kjede bevegelse av de ladede partikler som vil skje i motsatt retning.

Under innvirkning av en strøm av hydrogenioner og sur rest av svovelsyre vil bevege seg i forskjellige retninger. Hydrogen vil gi opp sin ladninger kobberplate, og syrerestene - sink. Slik at spenningen vil bli opprettholdt ved klemmene på elementet. På samme tid på overflaten av kobberplaten vil avgjøre hydrogenbobler, som vil svekke virkningen av den elektrokjemiske celle. Hydrogen danner sammen med metallplatene ekstra stress, noe som kalles en elektromotorisk kraft polarisasjon. Lade retning motsatt til retningen av den elektromotoriske kraft EMF ladning av den elektrokjemiske celle. Bobler selv skaper ytterligere motstandselement.

Vi anser elementene - dette er et klassisk eksempel. I virkeligheten har disse cellene rett og slett ikke brukes på grunn av den høye polarisering. At det ikke forekomme ved fremstilling av elementer i komposisjonen blir administrert spesiell substans absorberende hydrogenatomer, som kalles den depolarisator. Typisk er medikamenter inneholdende oksygen eller klor.

Fordeler og ulemper med moderne elektrokjemiske celler

Moderne elektrokjemiske celler som er laget av forskjellige materialer. Den mest vanlige og kjente type - en sink-karbon-elementer som benyttes i de penlight batterier. Disse fordelene inkluderer relativt lav pris, for å minuser - en liten holdbarhet og lav effekt.

En mer praktisk alternativ - det er alkalisk celle. De er også kalt sink-mangan. Her, er elektrolytten ikke et tørt materiale, såsom kull, og en alkalisk løsning. Lossing av slike elementer i hovedsaken ikke avgir gass, hvorved de kan gjøres lufttett. Holdbarheten av disse elementene er høyere enn den sink-karbon.

Kvikksølv elementer som tilsvarer i struktur til alkalisk. Det er brukt kvikksølv oksid. Slike strømkilder anvendes, for eksempel for medisinsk utstyr. Deres fordeler - er resistente overfor høye temperaturer (opp til 50, og i noen modeller til 70 C?), En stabil spenning, høy mekanisk styrke. Ulempe - de toksiske egenskaper av kvikksølv, på grunn av hvilken eksoslige elementer som må håndteres meget forsiktig og sendes til gjenvinning.

I noen av de elementer som benyttes for fremstilling av sølvoksyd katoder, men på grunn av den høye pris av metall ved hjelp av dem økonomisk ufordelaktig. Flere felles elementer med litiumanoder. De har også en høy verdi, men har den største kraften av alle de ovennevnte typer av elektrokjemiske celler.

En annen type av battericeller - en konsentrasjonscelle. De partikkelbevegelse prosessen kan fortsette med overføring og ingen overføring av ioner. Den første type - er et element i hvilken to identiske elektroder nedsenket i elektrolyttoppløsninger av forskjellige konsentrasjoner adskilt av en semipermeabel membran. I slike elementer EMF skyldes det faktum at ionene blir overført til en oppløsning med en lavere konsentrasjon. Elementene i den andre type av elektroder fremstilt av forskjellige metaller, og konsentrasjonen er på linje gjennom kjemiske prosesser som forekommer ved hver av elektrodene. Den elektromotoriske kraft av disse elementene er høyere enn den av elementene av den første type.