Химические способы аккумуляции энергии

Курсовая работа

на тему

Химические способы аккумуляции энергии. синтез p b s

Оглавление.

1. Введение…………………………………………………………………………………………...3

2. Литературный обзор. Химические способы аккумуляции энергии…………………………...4

2.1. Электрохимическая энергетика.Основные понятия………………………………………….4

2.2. Виды химических источников тока……………………………………………………………5

2.3. Электрохимические аккумуляторы……………………………………………………………7

2.3.1. Свинцовые аккумуляторы……………………………………………………………………7

2.3.2. Щелочные никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы……………………….10

2.3.3. Никель-цинковые аккумуляторы…………………………………………………………...10

2.3.4. Никель-водородные аккумуляторы…………………………………………………….......11

2.3.5. Хлор-цинковые аккумуляторы………………………….......................................................11

2.3.6. Металловоздушные аккумуляторы…………………………………………………………12

2.3.7. Серно-натриевые аккумуляторы…………………………………………………………....12

3. Экспериментальная часть……………………………………………………………………….14

4. Заключение……………………………………………………………………………….............16

5. Список использованной литературы……………………………………………………...........17

1. Введение.

Сейчас трудно представить повседневную жизнь без использования электричества, топлива и других источников энергии. Однако в последние годы проблемы энергетики все больше беспокоят прогрессивное человечество. Беспокойство вызывает как то, что минеральные ресурсы в скором времени будут истощены, так и то, что такое интенсивное потребление энергии может привести к экологической катастрофе, которая превратит Землю в планету, совершенно неприспособленную для жизни.[1] Поэтому разработка новых методов получения энергии и исследование уже известных представляет большой научно-исследовательский интерес. Одной из перспективных отраслей энергетики на данный момент является электрохимическая энергетика. В данной работе Я постаралась рассмотреть различные химические источники энергии, в частности аккумуляторы, как используемые в промышленности уже давно, так и на данный момент находящиеся в разработке.

2. Литературный обзор. Химические способы аккумуляции энергии.

2.1. Электрохимическая энергетика. Основные понятия и явления.

Электрохимическая энергетика охватывает процессы и устройства генерации и аккумулирования электрической энергии с помощью электрохимических методов.[2] Генерация электрической энергии происходит путем преобразования химической энергии в электрическую. Электрохимическим методом можно также обратно преобразовать электрическую энергию в химическую и таким образом накапливать электрическую энергию в химической форме.

Процессы собственного преобразования химической энергии в электрическую и электрической энергии в химическую осуществляются в электрохимических элементах.

Простейший электрохимический элемент состоит из двух электродов, разделенных ионным проводником или электролитом. На границе между электродом и ионным проводником возникает скачок потенциала, называемый электродным потенциалом. На электродах протекают реакции окисления восстановителя и восстановления окислителя.

Совокупность окислителя, восстановителя и ионного проводника называется электрохимической системой элемента.

Стоит отметить, насколько необходимо разделять окислитель и восстановитель для протекания электрохимического процесса. Для этого приведем простой пример. Если опустить цинковую и медную палочки в раствор смеси цинковой и медной солей, пройдет реакция

Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu

Цинк отдаст электроны и окислится до иона цинка, а медь получит электроны и восстановится до металла. Раствор при этом нагреется, то есть химическая энергия реакции перейдет не в электрическую, а в тепловую!

С другой стороны, если окислитель и восстановитель просто пространственно разделить, например цинковую палочку опустить в раствор цинковой соли, а медную палочку – в раствор медной соли, растворы разделить перегородкой сквозь которые могут проходить ионы, то ни окисление, ни восстановление протекать не смогут, пока цинк и медь не будут соединены проводником, по которому электроны будут проходить с одного электрода (Zn) на другой (Сu).[3]

2.2. Виды химических источников тока.

В зависимости от эксплуатационных особенностей и от электрохимической системы (совокупности реагентов и электролита) электрохимические элементы делятся на:

а) гальванические элементы.

В гальванических элементах происходит непосредственно преобразование химической энергии в электрическую. Окислитель и восстановитель входят в состав электродов, которые расходуются в процессе работы элемента. В качестве примера можно привести следующую электрохимическую систему элементов:

(+) HgO | КОН | Zn (-)

При замыкании внешней цепи в элементе генерируется постоянный ток в результате протекания следующих процессов:

окисления цинка (восстановителя):

Zn + 2OH ^– → ZnO + H₂ O + 2e ^–

восстановления оксида ртути (окислителя) :

HgO + H₂ O + 2e ^– = Hg + 2OH ^–

Движения гидроксид-ионов в растворе и движения электронов во внешней цепи от зоны протекания реакции окисления в зону протекания реакции восстанов

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать