(Microsoft PowerPoint - PRIMARNI KEMIJSKI IZVORI ... - Arnes

PRIMARNI KEMIJSKI IZVORI
ELEKTRIČNE NAPETOSTI

Te izvore napetosti je po poskusih z
žabjimi kraki po naključju odkril Galvani,
zato jih po njem imenujemo galvanski
členi.

Prvi, praktično uporabljen galvanski člen je
sestavil Volta in se po njem imenuje
voltov člen.

Napetost galvanskega člena je enaka
razliki elektrokemijskih potencialov
njegovih elektrod.

Napetostna in tokovna zmogljivost enega
galvanskega člena je za prakso pogosto
premajhna.
Zato več elementov vežemo v baterije,
zaporedno za večje napetosti in
vzporedno za večje toke.
Praviloma velja, da je baterija prazna, ko ji
napetost pade pod 50 % nazivne
napetosti.

Cink-ogljikov člen
Elektrodi cink-ogljikovega elementa sta
cinkova posoda in oglena palčka,
Elektrolit je raztopina salmiaka (NH4Cl),
Depolarizator pa rjavi manganovec (MnO2)
Nazivna napetost cink-ogljikovega
elementa je 1,5 V.
Dobre strani cink-ogljikovih elementov so
enostavna izdelava in nizka cena.

Slaba stran je velika notranja upornost
ter občutno praznjenje pri daljšem
skladiščenju.
Izrabljenih cink-ogljikovih elementov ne
smemo puščati v električnih napravah.
Iz navedenih razlogov so cink-ogljikovi
elementi in baterije primerni za napajanje
manj zahtevnih naprav

Alkalni člen
Pozitivna elektroda in hkrati depolarizator
alkalnega člena je manganov oksid
MnO2, elektrolit pa je kalijev lug (KOH).
Negativna elektroda je želatini podobna
zmes elektrolita in cinkovega prahu.
Elektroda iz medenine, ki se nahaja v
cinkovi želatini, predstavlja le odvodni
kontakt negativne elektrode.
Kapaciteta energije je trikrat večja kot pri
cink-ogljikovih členih.

Člen ne predstavlja nevarnosti zaradi
iztekanja elektrolita
V gumbni izvedbi je primeren tudi za
kalkulatorje, ročne ure …

Drugi primarni členi
Razvoj je usmerjen v manjše dimenzije,
večje kapacitete, manjšo notranjo
upornost, višje napetosti, nižje cene
Elektrokemijski procesi so si podobni,
materiali elektrod, polarizatorja, elektrolita
pa so pogosto tovarniška skrivnost.
Zato na kratko omenimo le nekaj vidnejših
vrst členov v gumbni izvedi.

Gumbne izvede imajo pozitivno elektrodo
in depolarizator kovinski oksid,
Negativna elektroda pa je z elektrolitom
prepojeni cinkov prah.
Kot elektrolit se uporablja kalijev lug
nazivna napetost člena manganovega
oksida (MnO2) je 1,5 V, srebrovega oksida
(Ag2O ali AgO) 1,55 V, živosrebrovega
oksida (HgO) 1,35 V
Uporabljamo jih v prenosnih elektronskih
napravah z majhno porabo (ure,
računalniki, merilne naprave … ).

Kalijev člen v gumbni izvedbi

Zrak-cinkov člen ima za pozitivno
elektrodo namesto kovinskega oksida
katalizator.
Oksidacijo povzročimo z zrakom,
Nazivna napetost je 1,3 do 1,4 V,

Zrak-cinkov člen

ELEKTROKOROZIJA
Korozija je razkroj snovi zaradi kemijskih in
elektrokemijskih reakcij snovi z okoljem.
Elektrokorozija prizadene kovinske površine, iz
katerih električni tok izstopa.
Učinek elektrokorozije je večji, večja je razlika
elektrokemijskih potencialov prizadetih kovin in
čim aktivnejši je elektrolit (slana voda, ...).
Kovinskim spojem, ki omogočajo
elektrokorozijo, se izogibamo, ali pa korozijo
preprečujemo.

SEKUNDARNI KEMIJSKI IZVORI
NAPETOSTI
Sekundarni galvanski elementi so elementi
z dvosmernim elektrokemijskim procesom
Svinčev akumulator
Nikelj-kadmijev akumulator
Nikelj-metal-kadmijev akumulator
Litij-ionski akumulator

Svinčev akumolator

Elektrodi akumulatorske celice sta iz svinčevega sulfata
(PbSO 4 ),
Elektrolit je razredčena žveplova kislina (H 2O + H 2SO 4).
Pri polnjenju se pozitivna elektroda spreminja v svinčev
dioksid, negativna pa v čisti svinec.
Elektrolit akumulatorske celice postaja s polnjenjem
gostejši.
Pri praznjenju svinčeve akumulatorske celice se
elektrodi spreminjata v svinčev sulfat, elektrolit se
redči!
Srednja napetost svinčeve akumulatorske celice je 2 V.
Pri polnjenju celice se sproščata vodik in kisik, ki tvorita
eksplozivni plin, zato mora biti prostor polnjenja dobro
prezračen.

Nikelj-kadmijev akumulator

Nazivna napetost celice nikelj-kadmijevega
akumulatorja je 1,2 V.
Ni-Cd akumulator polnimo šele, ko je popolnoma
prazen
Prednost Ni-Cd akumulatorjev pred svinčevimi je
v manjši teži, manjši občutljivosti za poškodbe in
lahko so tudi prazni.
Pomanjkljivost pa imajo v nižji nazivni napetosti
celice in višji ceni, okolju neprijaznem kadmiju

Litij-ionski akumulator
Litij-ionski akumulator pri enaki
prostornini premore kar trikratno
kapaciteto Ni-Cd akumulatorjev
Napetost celice akumulatorja je 3,6 V in
nima učinka spomina.

Svinec, živo srebro, kadmij … so okolju
neprijazne kovine, zato jih po uporabi ne
smemo odlagati na enak način kot druge
odpadke
Kemijske izvore z oznako prepovedi
nepravilnega odlaganja in možne reciklaže
zbiramo ločeno glede na vrsto kovine
elektrode in jih vrnemo pooblaščenemu
dobavitelju