Большая Советская Энциклопедия (ХИ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ". Страница 27
В. А. Волков.
Химические источники тока
Хими'ческие исто'чники то'ка, устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счёт прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций. Первые Х. и. т. созданы в 19 в. (Вольтов столб , 1800; элемент Даниела — Якоби, 1836; Лекланше элемент , 1865, и др.). До 60-х гг. 19 в. Х. и. т. были единственными источниками электроэнергии для питания электрических приборов и для лабораторных исследований. Основу Х. и. т. составляют два электрода (один — содержащий окислитель, другой — восстановитель), контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила (эдс), соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие Х. и. т. основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно разделённых процессов: на отрицательном электроде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи (создавая разрядный ток) к положительному электроду, где участвуют в реакции восстановления окислителя.
В зависимости от эксплуатационных особенностей и от электрохимической системы (совокупности реагентов и электролита) Х. и. т. делятся на гальванические элементы (обычно называются просто элементами), которые, как правило, после израсходования реагентов (после разрядки) становятся неработоспособными, и аккумуляторы , в которых реагенты регенерируются при зарядке — пропускании тока от внешнего источника (см. Зарядное устройство ). Такое деление условно, т.к. некоторые элементы могут быть частично заряжены. К важным и перспективным Х. и. т. относятся топливные элементы (электрохимические генераторы ), способные длительно непрерывно работать за счёт постоянного подвода к электродам новых порций реагентов и отвода продуктов реакции. Конструкция резервных химических источников тока позволяет сохранять их в неактивном состоянии 10—15 лет (см. также Источники тока ).
С начала 20 в. производство Х. и. т. непрерывно расширяется в связи с развитием автомобильного транспорта, электротехники, растущим использованием радиоэлектронной и др. аппаратуры с автономным питанием. Промышленность выпускает Х. и. т., в которых преимущественно используются окислители PbO2 , NiOOH, MnO2 и др., восстановителями служат Pb, Cd. Zn и др. металлы, а электролитами — водные растворы щелочей, кислот или солей (см., например, Свинцовый аккумулятор ).
Основные характеристики ряда Х. и. т. приведены в табл. Лучшие характеристики имеют разрабатываемые Х. и. т. на основе более активных электрохимических систем. Так, в неводных электролитах (органических растворителях, расплавах солей или твёрдых соединениях с ионной проводимостью) в качестве восстановителей можно применять щелочные металлы (см. также Расплавные источники тока ). Топливные элементы позволяют использовать энергоёмкие жидкие или газообразные реагенты.
Лит.: Дасоян М. А., Химические источники тока, 2 изд., Л., 1969: Романов В. В., Хашев Ю. М., Химические источники тока, М., 1968; Орлов В. А., Малогабаритные источники тока, 2 изд., М., 1970; Вайнел Д. В., Аккумуляторные батареи, пер. с англ., 4 изд., М. — Л., 1960; The Primary Battery, ed. G. W. Heise, N. C. Cahoon, v. 1, N. Y. — L., 1971.
В. С. Багоцкий.
Характеристики химических источников тока
| Тип источника тока | Состоя- ние разра- ботки* | Электрохи- мическая система | Разряд- ное напря- жение, в | Удельная энергия, вт·ч/кг | Удельная мощность, вт/кг | Другие показатели | |
| Номи- нальная | Макси- мальная | ||||||
| Гальванические элементы | Сохранность, годы | ||||||
| Марганцевые солевые | А | (+) MnO2 | NH4 Cl, ZnCl2 ' | Zn(-)' | 1,5-1,0 | 20-60 | 2-5 | 20 | 1-3 |
| Марганцевые щелочные | А | (+)MnO2 |' KOH | Nn(-)' | 1,5-1,1 | 60-90 | 5 | 20 | 1-3 |
| Ртутно-цинковые | А | (+)HgO | KOH |' Zn | 1,3-1,1 | 110-120 | 2-5 | 10 | 3-5 |
| Литиевые неводные | Б | (+) (C) |' SOCl2, LiAlCl4 |' Li(-) | 3,2-2,6 | 300-450 | 10-20 | 50 | 1-5 |
| Аккумуляторы | Срок службы, циклы | ||||||
| Свинцовые кислотные | А | (+)PbO2 |' H2SO4 |' Pb(-) | 2,0-1,8 | 25-40 | 4 | 100 | 300 |
| Кадмиево- и железо-никелевые щелочные | А | (+)NiOOH |' KOH | Cd, Fe(-) | 1,3-1,0 | 25-35 | 4 | 100 | 2000 |
| Серебряно-цинковые | А | (+)Ag2 O AgO |' KOH | Zn(-) | 1,7-1,4 | 100-120 | 10-30 | 600 | 100 |
| Никель-цинковые | Б | (+)NiOOH |' KOH | Zn(-) | 1,6-1,4 | 60 | 5-10 | 200 | 100-300 |
| Никель-водородные | Б | (+)NiOOH |' KOH | ' H2 (Ni) (-)' | 1,3-1,1 | 60 | 10 | 40 | 1000 |
| Цинк-воздушные | В | (+)O2 (C) |' KOH | Zn(-)' | 1,2-1,0 | 100 | 5 | 20 | (100) |
| Серно-натриевые | В | (+)SnaO•' 9Al2 O3 | Na(-)' | 2,0-1,8 | 200 | 50 | 200 | (1000) |
| Топливные элементы | Ресурс работы, ч | ||||||
| Водородно-кислородные | Б | (+)O2 (C,Ag) |' KOH |' H2 (Ni)(-)' | 0,9-0,8 | — | — | 30-60 | 1000-5000 |
| Гидразино-кислородные | Б | (+)O2 (C,Ag) |' KOH | N2 H4 (Ni)(-)' | 0,9-0,8 | — | — | 30-60 | 1000-2000 |
* A — серийное производство, Б — опытное производство, В — в стадии разработки (характеристики ожидаемые).
Примечание. Характеристики (особенно удельная мощность) ориентировочные, так как данные разных фирм и разных авторов не совпадают.
Химические конгрессы
Хими'ческие конгре'ссы международные. Первый Международный химический конгресс состоялся 3—5 сентября 1860 в Карлсруэ. Он был созван по инициативе 47 крупнейших химиков Европы: Р. В. Бунзена , Ш. А. Вюрца , Ж. Дюма , С. Канниццаро , Ф. А. Кекуле , Ж. Ш. Г. Мариньяка , Э. Мичерлиха и др. В их числе были русские учёные Н. Н. Бекетов , Н. Н. Зинин , Н. Н. Соколов , Ю. Ф. Фрицше и др. Конгресс, по замыслу его организаторов, был призван устранить существовавшие разноречия в толковании понятий «атом», «молекула», «эквивалент», крайне затруднявшие использование публикуемой информации и преподавание химии. По докладу С. Канниццаро конгресс дал чёткие и правильные определения этим понятиям. Как одно из следствий этого в физике и химии стал широко применяться Авогадро закон , в частности для установления молекулярных масс. Конгресс имел решающее значение для утверждения атомно-молекулярной теории в химии. В нём приняло участие 127 химиков. Русская делегация (7 чел.) включала А. П. Бородина , Н. Н. Зинина, Д. И. Менделеева , Л. Н. Шишкова (один из секретарей конгресса) и др.