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
60
krystalové mřížky speciální slitiny ionty vodíku, takže výsledkem nabíjení hydrid kovu
(metalhydrid). Mají velkou měrnou hustotu
energie malé samovybíjení. Značným problémem udržování
optimální teploty. Záporná elektroda nabitém stavu tvořena čistým
zinkem (Zn), při vybíjení dochází jeho oxidaci oxid zinečnatý (ZnO). článku vodík
- kyslík zapotřebí odstraňovat vznikající vodu). vodík,
oxid uhelnatý, různé uhlovodíky, alkoholy, zinek, olovo, kadmium, železo, hořčík, sodík aj. Hustota elektrolytu
se během vybíjení téměř nemění.. palivo okysličovadlo) elektrody přiváděny zvenčí
(např.
Nejsnadnějším způsobem využití cirkulace elektrolytu přes výměník tepla chladičem.
Stříbrozinkové akumulátory mají kladnou elektrodu sintrovaného stříbra zápornou
elektrodu oxidu zinečnatého. tuto elektrodu přiváděno
okysličovadlo, jehož úkolem přijmout elektrony, které jsou němu přivedeny. Vliv okysličovadla projeví vznikem
potenciálu elektrody, který oproti palivové elektrodě kladný. Jejich životnost proto velká. Stříbrozinkovým
akumulátorům velmi škodí přebíjení, nabíjecí napětí nesmí překročit 2,1 V.
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). Napětí jeden článek typicky 3,6 napětí klesá úměrně
době vybíjení. Materiál akumulátorů recyklovatelný.
Lithium-iontové akumulátory využívají přesunu iontů mezi elektrodami lithia speciální
struktury při nabíjení jedním, při vybíjení druhým směrem.
Ubýváním elektronů palivové elektrodě porušuje reakční rovnováha, což umožňuje
dalším molekulám paliva vstoupit reakce. kladné elektrodě musí současně probíhat
redukční proces, který způsobuje pohlcování elektronů. Elektrody účastní reakcí
pouze některými svými součástmi, žádná však nespotřebovává, chemické složení elektrod
se při funkci nemění.).
. uvedeného
vyplývá, palivové články jsou výborným elektrickým strojem pro přímou přeměnu
chemické energie elektrickou relativně vysokou účinností. elektrolytu (KOH) přísada alkalického zinečnatanu.
P y
Princip palivových článků obdobný principu galvanických článků.
Okysličovadlem může být opět látka plynná, kapalná nebo pevná (kyslík, chlór, peroxid
vodíku, oxidy manganu, olova, niklu, stříbra, rtuti ap.
Touto látkou může být plynná, kapalná nebo tuhá látka, jež schopna oxidace např. nádrží); charakter elektrod tedy pouze katalytický. Při zvýšené teplotě chemická reakce urychluje výkon článku se
zvětšuje; teplotu není však možné libovolně zvyšovat horní hranicí bod varu elektrolytu. záporné elektrodě
(palivové elektrodě) probíhá oxidační proces, při němž uvolňují elektrony aktivní látky. Při provozu palivových článků
nevznikají škodlivé látky, jejich činnost není spojena akustickými projevy. 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. proto nutné baterii účinně chladit.
Rozdíl mezi palivovými galvanickými články spočívá skutečnosti, palivových
článků jsou aktivní chemické látky (tj.
Tuto cirkulaci zajišťuje pomocné čerpadlo, řízené elektrickými obvody pro udržování teploty. Rozdíl mezi oběma potenciály
elektrod určuje velikost elektromotorického napětí článku. Při vybíjení atomy vodíku slitiny opět uvolňují.
Budeme-li uvažovat účinnost palivové baterie cca 60%, bude připadat každý kW
elektrického výkonu téměř 700 tepelného výkonu.
Nevýhodou palivových článků nutnost průběžného odstraňování zplodin chemických
reakcí, aby článek pracoval optimálním režimu nejvyšší účinností (např
