Baterie , akumulatory
Roztwory dzieli się często na tzw. właściwe i niewłaściwe.
Roztwory właściwe są całkowicie jednorodne tzn. że dla objętości kilkakrotnie większych od wielkości cząsteczek, każda porcja zawiera taki sam skład ilościowy cząsteczek.
Roztwory niewłaściwe nie są całkowicie jednorodne. Są to np. trwałe emulsje, skrajnie rozproszone zawiesiny, zole i żele.
Odróżnienie roztworów właściwych od niewłaściwych często jest bardzo trudne i wymaga stosowania bardzo zaawansowanych technik analitycznych, takich jak np. mikroskopia elektronowa. Czasami przyjmuje się, że roztworami w ścisłym tego słowa znaczeniu są wyłącznie roztwory właściwe, choć przejście od jednych do drugich ma charakter płynny, co powoduje, że bardzo trudno jest je od siebie praktycznie rozgraniczyć. W dalszej części hasła będzie już mowa tylko o roztworach właściwych.
Akumulator niklowo-metalowo-wodorowy – (NiMH lub Ni-MH- ang. nickel metal hydride) akumulator w którym katodę stanowi płytka niklowa a anodę stop metali z którym reaguje wydzielający się podczas ładowania wodór tworząc wodorek metalu.
Akumulatory tego typu nie zawierają toksycznych związków kadmu jak akumulator NiCd. Posiada jedną z najwyższych gęstości energii (360 MJ/m3).
Akumulatory
Długo nie wchodził do produkcji masowej – mimo iż elektroda wodorowa bardzo dobrze nadaje się na anodę, konstrukcja wykorzystująca to ogniwo wymaga absolutnej szczelności, porowatej elektrody oraz wysokiego ciśnienia. Jedynym rozwiązaniem jest związanie wodoru w związek chemiczny powstający podczas ładowania, a rozpadający się podczas rozładowywania ogniwa. Związki takie odkryto pod koniec lat 60. XX wieku, prace nad praktycznym zastosowaniem trwały do końca XX w. W nowoczesnych akumulatorkach NiMH anody zbudowane są z porowatego stopu wielu metali, takich jak np. wanad, tytan, cyrkon, nikiel, chrom, kobalt i żelazo. Przyczyna lepszej wydajności (możliwości wiązania i uwalniania wodoru) takich egzotycznych stopów nie jest do końca jasna – ich składy ustalane są eksperymentalnie.
Poza anodą, konstrukcja akumulatorków NiMH nie różni się w zasadzie od konstrukcji wypartych przez nie akumulatorów NiCd. Siła elektromotoryczna obu ogniw wynosi ok. 1,2 V co sprawia, że w wielu zastosowaniach akumulatory te można stosować zamiennie.
Płytka niklowa stanowi elektrodę dodatnią, a elektrodą ujemną jest stop metali niklu, manganu, magnezu, kobaltu i aluminium. Klucz elektrolityczny wykonany jest z poliamidu lub polietylenu zaś elektrolit jest zasadowy. Akumulatory NiMH mają od dwóch do trzech razy większą pojemność niż odpowiadające im akumulatory NiCd, a także mają o wiele mniejszy efekt pamięci.
Akumulatory NiMH są droższe od akumulatorów NiCd. Charakteryzują się szybszym czasem samorozładowania i krótszą żywotnością – z drugiej strony, osiągają one ok. 30% więcej pojemności, charakteryzują się także większą gęstością energii (teoretycznie 50%, praktycznie – ok. 25%). Nowością wśród akumulatorów są produkty łączące w sobie zalety akumulatorów NiMH i baterii np. firmy GP Batteries ReCyko+ lub Sanyo Eneloop.
Anoda: stop metali ziem rzadkich lub niklu z wieloma innymi metalami
Katoda: wodoronadtlenek niklu
Elektrolit: wodorotlenek potasu .
Roztwory dzieli się często na tzw. właściwe i niewłaściwe.
Roztwory właściwe są całkowicie jednorodne tzn. że dla objętości kilkakrotnie większych od wielkości cząsteczek, każda porcja zawiera taki sam skład ilościowy cząsteczek.
Roztwory niewłaściwe nie są całkowicie jednorodne. Są to np. trwałe emulsje, skrajnie rozproszone zawiesiny, zole i żele.
Odróżnienie roztworów właściwych od niewłaściwych często jest bardzo trudne i wymaga stosowania bardzo zaawansowanych technik analitycznych, takich jak np. mikroskopia elektronowa. Czasami przyjmuje się, że roztworami w ścisłym tego słowa znaczeniu są wyłącznie roztwory właściwe, choć przejście od jednych do drugich ma charakter płynny, co powoduje, że bardzo trudno jest je od siebie praktycznie rozgraniczyć. W dalszej części hasła będzie już mowa tylko o roztworach właściwych.
Ogniwo galwaniczne – ogniwo, w którym źródłem prądu są reakcje chemiczne zachodzące między elektrodą, a elektrolitem. Dwie elektrody zanurzone w elektrolicie (półogniwa) tworzą ogniwo galwaniczne. Różnica potencjałów elektrod gdy przez ogniwo nie płynie prąd jest równa sile elektromotorycznej ogniwa (SEM).
Ogniwo występować może w postaciach: mokrej, półsuchej i suchej. Z przyczyn praktycznych w handlu występuje tylko w tej ostatniej postaci. Elektroda cynkowa tworzy kubek, wewnątrz którego umieszcza się grafitową pałeczkę otoczoną masą tlenku manganu(IV) nasączoną roztworem salmiaku (chlorku amonu). Całość zatapia się masą smołową chroniącą przed wyciekiem elektrolitu i przed wyschnięciem ogniwa. SEM ogniwa: 1,5 V.
Kwas siarkowy występuje w roztworze w formie zdysocjowanej:
Baterie Nokia
H2SO4 + 2 H2O -> 2 H3O+ + SO42-
Na elektrodzie cynkowej zachodzi utlenianie jej materiału do kationów Zn+2, które przechodzą do roztworu, gdzie przeciwjonami dla nich są aniony siarczanowe SO42-, pochodzące z dysocjacji kwasu siarkowego Na elektrodzie miedzianej zachodzi reakcja redukcji jonów hydroniowych do gazowego wodoru.
Sumarycznie procesy zachodzące na elektrodach sprowadzają się do:
elektroda cynkowa: Zn –> Zn2+ + 2e
elektroda miedziana: 2 H+ + 2e –> H2
zaś jony siarczanowe nie uczestniczą w gruncie rzeczy w całym procesie, spełniając tylko rolę przeciwjonów dla jonów hydroniowych i cynkowych.
Ogniwo galwaniczne – ogniwo, w którym źródłem prądu są reakcje chemiczne zachodzące między elektrodą, a elektrolitem. Dwie elektrody zanurzone w elektrolicie (półogniwa) tworzą ogniwo galwaniczne. Różnica potencjałów elektrod gdy przez ogniwo nie płynie prąd jest równa sile elektromotorycznej ogniwa (SEM).
W przypadku baterii pastylkowych rozpowszechnił się wymiarowy system oznaczania wielkości przy zachowaniu oznaczeń literowych IEC (choć spotyka się opuszczanie litery R). I tak np. LR1130 oznacza baterię alkaliczno-braunsztynową cylindryczną o wysokości 3,0 mm (dwie ostatnie cyfry) i średnicy 11 mm (wg oznaczeń IEC – LR54), a SR621 baterię srebrową o wysokości 2,1 mm i średnicy 6 mm (IEC – SR60).
Akumulator niklowo-metalowo-wodorowy – (NiMH lub Ni-MH- ang. nickel metal hydride) akumulator w którym katodę stanowi płytka niklowa a anodę stop metali z którym reaguje wydzielający się podczas ładowania wodór tworząc wodorek metalu.
Akumulatory tego typu nie zawierają toksycznych związków kadmu jak akumulator NiCd. Posiada jedną z najwyższych gęstości energii (360 MJ/m3).
Długo nie wchodził do produkcji masowej – mimo iż elektroda wodorowa bardzo dobrze nadaje się na anodę, konstrukcja wykorzystująca to ogniwo wymaga absolutnej szczelności, porowatej elektrody oraz wysokiego ciśnienia. Jedynym rozwiązaniem jest związanie wodoru w związek chemiczny powstający podczas ładowania, a rozpadający się podczas rozładowywania ogniwa. Związki takie odkryto pod koniec lat 60. XX wieku, prace nad praktycznym zastosowaniem trwały do końca XX w. W nowoczesnych akumulatorkach NiMH anody zbudowane są z porowatego stopu wielu metali, takich jak np. wanad, tytan, cyrkon, nikiel, chrom, kobalt i żelazo. Przyczyna lepszej wydajności (możliwości wiązania i uwalniania wodoru) takich egzotycznych stopów nie jest do końca jasna – ich składy ustalane są eksperymentalnie.
Poza anodą, konstrukcja akumulatorków NiMH nie różni się w zasadzie od konstrukcji wypartych przez nie akumulatorów NiCd. Siła elektromotoryczna obu ogniw wynosi ok. 1,2 V co sprawia, że w wielu zastosowaniach akumulatory te można stosować zamiennie.
Płytka niklowa stanowi elektrodę dodatnią, a elektrodą ujemną jest stop metali niklu, manganu, magnezu, kobaltu i aluminium. Klucz elektrolityczny wykonany jest z poliamidu lub polietylenu zaś elektrolit jest zasadowy. Akumulatory NiMH mają od dwóch do trzech razy większą pojemność niż odpowiadające im akumulatory NiCd, a także mają o wiele mniejszy efekt pamięci.
Akumulatory NiMH są droższe od akumulatorów NiCd. Charakteryzują się szybszym czasem samorozładowania i krótszą żywotnością – z drugiej strony, osiągają one ok. 30% więcej pojemności, charakteryzują się także większą gęstością energii (teoretycznie 50%, praktycznie – ok. 25%). Nowością wśród akumulatorów są produkty łączące w sobie zalety akumulatorów NiMH i baterii np. firmy GP Batteries ReCyko+ lub Sanyo Eneloop.
Anoda: stop metali ziem rzadkich lub niklu z wieloma innymi metalami
Katoda: wodoronadtlenek niklu
Elektrolit: wodorotlenek potasu .
Tags: akumulatory, baterie gsm