Энциклопедический словарь нанотехнологий - химический источник тока
Химический источник тока
Термин на английском
chemical current sourceСинонимы
electrochemical cellАббревиатуры
ХИТСвязанные термины
Определение
устройство для прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакции в электрическую энергию.
ОписаниеВ зависимости от эксплуатационных особенностей и от используемой электрохимической системы (совокупности электродов и электролита), химические источники тока делятся на первичные (не перезаряжаемые; гальванические элементы; "батарейки"), которые, как правило, после полного разряда становятся неработоспособными, и вторичные (перезаряжаемые; аккумуляторы), в которых реагенты регенерируются при зарядке — пропускании тока от внешнего источника. Такое деление достаточно условно, т.к. некоторые гальванические элементы могут быть частично заряжены.
Химические источники тока состоят из двух электродов катода, содержащего окислитель, и анода, содержащего восстановитель, которые контактируют с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно разделённых процессов: на катоде восстановитель окисляется, а образующиеся свободные электроны переходят, создавая разрядный ток, по внешней цепи к аноду, где они участвуют в реакции восстановления окислителя.
В настоящее время существует большое количество типов аккумуляторов литий-ионные (Li-ion), литий-полимерные (Li-pol), никель-металлогидридные (Ni-MH), никель-кадмиевые (Ni-Cd), свинцово-кислотные, металловоздушные и т.д., - а также первичных источников тока «батареек», наиболее популярными среди которых являются солевые, щелочные и литиевые. К важным и перспективным химическим источникам тока относятся топливные элементы (электрохимические генераторы), способные к длительному непрерывному функционированию при постоянном подводе к электродам новых порций реагентов и удалении продуктов реакции.
Авторы- Толкачев Николай Николаевич, к.х.н.
- Гольдт Анастасия Евгеньевна, к.х.н.
Схема литий-ионного химического источника тока, в котором в качестве материала положительного электрода выступает LiMO2 (M=Co, Ni, Mn), а в качестве материала отрицательного электрода – графит. Во время процесса заряда ионы лития извлекаются из структуры LiMO2 и, проходя через электролит, внедряются в межслоевое пространство графита; в процессе разряда перенос ионов лития идет в обратном направлении. Количество сохраняемой энергии ограничено в основном свойствами материала положительного электрода. Так, например, для LiCoO2 характерны величины удельной электроемкости 130-150 мАч/г. Источник: Basic Research Needs for Electrical Energy Storage. Report of the Basic Energy Sciences Workshop on Electrical Energy Storage, April 2-4, 2007 |
Теги
Разделы
Интеркаляционные материалы и твердые электролиты для химических источников тока, конденсаторов и т.д.
Продукты нанотехнологий
Вопрос-ответ:
