PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Chemické články:

Prezentace na téma: "PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Chemické články:"— Transkript prezentace:

1 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Chemické články:
• primární – energie vzniká chemickou reakcí - po spotřebování energie se nedá napětí obnovit • sekundární – energie vzniká chemickou reakcí a lze ji uchovat (akumulovat) - po spotřebování energie lze energii opět uchovat (nabít).

2 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Italsky fyzik
V roce 1799 sestrojil první zdroj elektrického proudu, který nazval na počest svého krajana galvanický článek. Později sestavil baterii sériově zapojených článků - Voltův sloup. Alessandro Volta

3 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Princip galvanického článku:
- Elektrický článek má dvě elektrody - zinkovou a měděnou. - Obě jsou ponořeny do kyseliny sírové. Jsou li elektrody spojeny drátem začnou v článku probíhat chemická reakce. - Na měděné elektrodě se začne uvolňovat plynný vodík a současně z elektrody přecházejí elektrony do elektrolytu. Elektroda se nabije kladně. - Zinek se v kyselině rozpouští a na elektrodě zanechává elektrony. Elektroda se nabíjí záporně. Elektrony se pohybují drátem spojujícím elektrody od zinkové k měděné. - Vzniká tak elektrický proud, tento proces trvá tak dlouho, dokud není zinková elektroda rozleptána a kyselina spotřebována.

4 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Základní typy primárních článků
Mokrý (Voltův) galvanický článek (název je dán elektrochemickým systémem: Cu, Zn v roztoku H2SO4 ) - 1,05 V

5 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Zinko-uhlíkový článek
Anodu tvoří zinkový kalíšek, který zároveň tvoří vnější obal článku. Katodu tvoří práškový oxid manganičitý (MnO2, burel), který je pro lepší vodivost smíchán s práškovým uhlíkem. Do této směsi je vložena uhlíková tyčinka umístěná v ose článku. Elektrolyt tvoří vodný roztok chloridu amonného (NH4Cl, salmiak). Elektrolyt se v článku nenachází volně kapalný, ale je nasáknut do kladné elektrody (práškové směsi uhlíku a burelu) – odtud pochází staré označení „suchý článek“. Mezi kladnou elektrodou (práškem) a zinkovým obalem se nachází separátor ze savého papíru kvůli zabránění přímému kontaktu mezi elektrodami a přitom umožňuje průchod elektrolytu mezi elektrodami. 1- měděná čepička (+ pól) 2- izolační zátka 3- podložka 4- zinkový kalíšek (- pól) 5- uhlíková elektroda 6- depolarizátor 7- elektrolyt 8- izolační podložka

6 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Vytečení článku
V průběhu vybíjení je spotřebováván zinek a vytvoří se voda (viz chemické rovnice níže). Při “poddimenzování” tloušťky zinkového obalu výrobcem, může nastat situace, kdy se zinek proděraví a elektrolyt obsahující nyní hodně vody začne vytékat ven a způsobovat korozi uvnitř napájeného přístroje. Zinko-chloridový článek Zinko-chloridový článek je vylepšená verze zinko–uhlíkového článku. Hlavním rozdílem mezi zinko-chloridovým a zinko-uhlíkovým článkem je náhrada elektrolytu z chloridu amonného z větší části za chlorid zinečnatý (ZnCl2). Při výrobě je také použito kvalitnějších chemikálií, což se pozitivně projeví na vyšší životnosti. Označovány bývají jako "heavy duty" (vysoký výkon). Stále ovšem ani zdaleka nedosahují vlastností alkalických baterií.

7 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Alkalický článek
je zdroj elektrické energie založený na chemické reakci mezi zinkem a oxidem manganičitým (Zn/MnO2). Ve srovnání s tradičními bateriemi uhlík/zinek mají alkalické články větší životnost a možný odebíraný proud je větší než u tradičních baterií. Baterie se skládá z ocelového válce, který je na obou koncích uzavřen destičkou z niklu. Uvnitř článku je katoda z oxidu manganičitého, která je membránou oddělena od anody tvořené práškovým zinkem v elektrolytu (hydroxid draselný/voda). Dnes jsou alkalické články nejrozšířenějším typem bateriových článků. Zejména kvůli dobré cenové dostupnosti a kvalitě. 1 ocelové víčko článku (-pól) 2 destičková katoda z práškového zinku 3 izolace 4 nosič elektrolytu 5 separátor 6 Ag2O (+ elektroda) 7 ocelová nádobka článku (+ pól) Jmenovité napětí článku: 1,34V Elektrolyt: KOH (hydroxid draselný)

8 PRIMÁRNÍ ČLÁNKY Parametry galvanických článků:
1. druh článku — primární – po vybití se nedá nabít nebo sekundární – akumulátor, dá se nabít 2. elektromotorické napětí - velikost napětí mezi elektrodami nezatíženého článku 3. vnitřní odpor - velikost odporu článku při průchodu elektrického proudu 4. elektrický výkon - množství energie, které je článek schopen dodat za jednotku času, články s velkým výkonem se označují jako tvrdé zdroje, články s malým výkonem se označují jako měkké zdroje 5. celková elektrická energie, kterou lze dostat z čerstvého článku až do úplného vybití 6. měrná energie - podíl celkové energie a hmotnosti článku 7. hustota energie - podíl celkové energie a objemu článku 8. životnost článku - doba dodávání energie při běžném zatížení 9. nabíjecí proud a nabíjecí doba - pro sekundární články (akumulátory) 10. účinnost - podíl vydané a dodané energie u akumulátorů 11. cena - ovlivněna cenou materiálu (burel a zinek levnější, stříbro a lithium dražší)