Důležité vlastnosti kovů používaných v elektrotechnice
Měrný elektrický odpor (rezistivita)
Teplotní součinitel odporu
Supravodivost a hypervodivost
Hustota
Nejmenší má lithium, největší osmium
Teplota tání
Součinitel tepelné vodivosti
Největší mají čisté kovy
Rozdělení kovů podle teploty tání:
1. kovy s nízkou teplotou tání
2. kovy se střední teplotou tání
3. těžkotavitelné kovy
1. Základní elektrovodné materiály
Požadují se co nejmenší ztráty, tj. co nejmenší el. odpor.
Elektrický odpor závisí na rozměrech a na teplotě vodiče. Rezistivita elektrovodných
materiálů má hodnotu v rozmezí
ρ = 10-2
až 10-1
µ m
teplotní činitel u většiny čistých kovů je
αR = 4
Při zvýšené teplotě chemická reakce urychluje výkon článku se
zvětšuje; teplotu není však možné libovolně zvyšovat horní hranicí bod varu elektrolytu.
Nevýhodou palivových článků nutnost průběžného odstraňování zplodin chemických
reakcí, aby článek pracoval optimálním režimu nejvyšší účinností (např. nádrží); charakter elektrod tedy pouze katalytický.
V nabitém stavu kladná elektroda zoxidována oxid stříbrnostříbřitý (AgI
AgIII
O-II
2); při
vybíjení dochází nejprve jeho redukci oxid stříbrný (Ag2O), konci vybíjení je
elektroda tvořena čistým stříbrem (Ag). tuto elektrodu přiváděno
okysličovadlo, jehož úkolem přijmout elektrony, které jsou němu přivedeny. proto nutné baterii účinně chladit. uvedeného
vyplývá, palivové články jsou výborným elektrickým strojem pro přímou přeměnu
chemické energie elektrickou relativně vysokou účinností. záporné elektrodě
(palivové elektrodě) probíhá oxidační proces, při němž uvolňují elektrony aktivní látky. elektrolytu (KOH) přísada alkalického zinečnatanu.60
krystalové mřížky speciální slitiny ionty vodíku, takže výsledkem nabíjení hydrid kovu
(metalhydrid). Rozdíl mezi oběma potenciály
elektrod určuje velikost elektromotorického napětí článku. Při provozu palivových článků
nevznikají škodlivé látky, jejich činnost není spojena akustickými projevy.
Lithium-iontové akumulátory využívají přesunu iontů mezi elektrodami lithia speciální
struktury při nabíjení jedním, při vybíjení druhým směrem.. Hustota elektrolytu
se během vybíjení téměř nemění. Materiál akumulátorů recyklovatelný. palivo okysličovadlo) elektrody přiváděny zvenčí
(např.
Okysličovadlem může být opět látka plynná, kapalná nebo pevná (kyslík, chlór, peroxid
vodíku, oxidy manganu, olova, niklu, stříbra, rtuti ap. Napětí jeden článek typicky 3,6 napětí klesá úměrně
době vybíjení.). Záporná elektroda nabitém stavu tvořena čistým
zinkem (Zn), při vybíjení dochází jeho oxidaci oxid zinečnatý (ZnO). Elektrody účastní reakcí
pouze některými svými součástmi, žádná však nespotřebovává, chemické složení elektrod
se při funkci nemění. kladné elektrodě musí současně probíhat
redukční proces, který způsobuje pohlcování elektronů. Značným problémem udržování
optimální teploty.
Touto látkou může být plynná, kapalná nebo tuhá látka, jež schopna oxidace např. Jejich životnost proto velká. článku vodík
- kyslík zapotřebí odstraňovat vznikající vodu).
P y
Princip palivových článků obdobný principu galvanických článků. Vliv okysličovadla projeví vznikem
potenciálu elektrody, který oproti palivové elektrodě kladný.
.
Stříbrozinkové akumulátory mají kladnou elektrodu sintrovaného stříbra zápornou
elektrodu oxidu zinečnatého. Při vybíjení atomy vodíku slitiny opět uvolňují.
Tuto cirkulaci zajišťuje pomocné čerpadlo, řízené elektrickými obvody pro udržování teploty.
Ubýváním elektronů palivové elektrodě porušuje reakční rovnováha, což umožňuje
dalším molekulám paliva vstoupit reakce.
Rozdíl mezi palivovými galvanickými články spočívá skutečnosti, palivových
článků jsou aktivní chemické látky (tj. Stříbrozinkovým
akumulátorům velmi škodí přebíjení, nabíjecí napětí nesmí překročit 2,1 V. vodík,
oxid uhelnatý, různé uhlovodíky, alkoholy, zinek, olovo, kadmium, železo, hořčík, sodík aj.
Budeme-li uvažovat účinnost palivové baterie cca 60%, bude připadat každý kW
elektrického výkonu téměř 700 tepelného výkonu. Mají velkou měrnou hustotu
energie malé samovybíjení.
Nejsnadnějším způsobem využití cirkulace elektrolytu přes výměník tepla chladičem. první etapě vybíjení (tato etapa trvá asi čtvrtinu celkové
doby vybíjení) akumulátor napětí cca 1,8 druhé etapě 1,5 konečné napětí až
1,2 Při dalším vybíjení napětí rychle zmenšovalo nule
