Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2013 в 16:44, реферат
ХИТ – это устройство, в котором химическая энергия НЕПОСРЕДСТВЕННО превращается в электрическую энергию. Устройство для этого преобразования и будет называться «химическим источником тока» или «гальваническим элементом» или «электрохимическим элементом» или «электрохимической ячейкой». Все другие устройства предполагают ОПОСРЕДОВАННОЕ превращение химической энергии в электрическую энергию. Например, топливо сжигается, его химическая энергия превращается в тепло, за счет которого вода превращается в водяной пар, поток пара вращает турбину, которая генерирует электроэнергию.
Введение (3)
Краткая теория химических источников тока (4)
Коммутация ХИТ (10)
Общие требования к химическим источникам тока (11)
Направления развития электрохимических систем (11)
Источники тока с цинковым анодом (12)
6.1 Марганцево-цинковые элементы (12)
6.2 Система Zn | NH4Cl, ZnCl2 | MnO2 (элемент Лекланше) (13)
6.3 Система Zn | KOH | MnO2 (15)
6.4 Система Zn | NaOH | CuO (16)
6.5 Система Zn | KOH | HgO (17)
6.6 Система Zn | KOH | AgO (Ag2O) (18)
Система Pb | H2SO4 | PbO2 (свинцовый аккумулятор) (20)
Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы Cd | KOH | NiOOH и Fe | KOH | NiOOH (22)
Никель-металлгидридный аккумулятор MH | KOH | NiOOH (24)
Первичные литиевые источники тока (27)
10.1 Система литий-вода (27)
10.2 Растворители и соли для литиевых источников тока (28)
10.3 Причины устойчивости литиевого электрода (30)
10.4 Система Li│LiBr│SO2 (31)
10.5 Система Li│LiAlCl4│SOCl2 (32)
Литиевые системы с твердым катодом (33)
11.1 Система Li│MnO2 (33)
11.2 Система Li│CuO (34)
11.3 Система Li│LiJ│J2 (35)
Литиевые аккумуляторы (36)
Марганцево-цинковые перезаряжаемые ХИТ (39)
Топливные элементы (41)
Электрохимические конденсаторы (43)
ХИТ для электромобиля (45)
Вывод (47)
Список используемой литературы
Способность разряжаться на 75% за 1 час
Потеря мощности и емкости – 20%
КПД – 80%.
Саморазряд – <15%/месяц.
Необслуживаемость.
Нетрудно убедиться, что целиком этим требованиям не удовлетворяет НИ ОДНА из рассмотренных нами перезаряжаемых электрохимических систем. Ближе всего по ряду параметров металлогидридные аккумуляторы и ЛИА, которые и используются в гибридных электромобилях.
Ещё ближе к этим требованиям первичные воздушно-цинковые механически перезаряжаемые ХИТ (но они тоже не удовлетворяют пока полностью). То есть они не являются аккумуляторами в обычном понимании, а являются первичными элементами с возможностью механической (по типу картриджа) замены анода. Израильская фирма Electric Fuel Limited создает в Европе сеть станций для механической перезарядки таких электромобилей, а также сеть заводов по регенерации цинка и электролита. Все это требует огромных капиталовложений. Поэтому должна быть готовность общества идти на такие расходы.
17. Вывод
В результате данной работы, я рассмотрела принцип работы, классификацию и значение химических источников тока.
Подробно рассмотрев разновидность ХИТ, я убедилась, что для конкретного случая надо использовать определенный тип аккумуляторов, при выборе которых следует рассматривать все условия эксплуатации и возможные аварийные ситуации.
Следует отметить, что для свинца, кадмия и цинка, электродные потенциалы которых ненамного отрицательнее потенциала выделения водорода, скорость взаимодействия с водой невелика. Но для сильно электроотрицательных восстановителей, таких как щелочные металлы, щелочноземельные металлы и алюминий, скорость взаимодействия с водой может быть очень большой. Несмотря на все эти проблемы, работы по созданию ХИТ со всевозможными электроотрицательными восстановителями велись на протяжении всего XX века и продолжаются до сих пор. Ведутся разработки по созданию ХИТ с анодом из K, Na, Mg, Ca, Al. Однако до серийного многомиллионного коммерческого выпуска пока дошли только литиевые ХИТ.
При написании работы я пришла к таким выводам:
· что химические источники тока имеют огромное значение для развития науки, для освоения космоса, и развития общества;
· что наиболее перспективным типом ХИТ являются элементы с литиевым анодом и апротонными растворителями типа г-бутиролактона, пропиленкарбонат, ацетонитрил и т.п.;
· что при использовании нескольких типов ХИТ, можно добиться надежной продолжительной работы аппаратов без доступа электроэнергии, получаемой от электростанций, например системы аккумулятор-ионистор, которая используется в источниках бесперебойного питания.
Значение химических источников тока очевидно, потому как мы используем их в повседневной жизни, трудно представить себе mp3-плееры, фотоаппараты, мобильные телефоны, карманные персональные компьютеры и т.п. подключенные к электросети, ограничивающие свободу человека. Современная наука стремится к созданию компактных и надежных приборов, сопровождающих человека в его жизни, химические источники тока играют в это немаловажную роль.
18. Список используемой литературы