6) Химические источники тока (хит)

6.1) Общие положения

Существуют три типа ХИТ - первичные (гальванические элементы), вторичные (аккумуляторы) и топливные элементы.

В гальванических элементах активные вещества, необходимый для работы элемента, закладываются в него при монтаже.

В основу работы аккумулятора положена высоко-обратимая химическая реакция окисления-восстановления, которую можно проводить как в прямом направлении (работа гальванического элемента, переход химической энергии в электрическую), так и в обратном.

Топливный элемент - это ХИТ длительного действия, начинающий и прекращающий работу с началом и прекращением подачи активных веществ к электродам.

6.2) Первичный хит - гальванические элементы

Марганцево-цинковый элемент Лекланше.

Электрохимическая цепь:

Процессы при разряде:

Оксидно-ртутный элемент (ОРЭ).

Электрохимическая цепь:

Процессы при разряде:

6.3) Вторичные хит-аккумуляторы

Свинцовый (кислотный) аккумулятор.

Гальваническая цепь незаряженного аккумулятора:

Гальваническая цепь заряженного аккумулятора:

Щелочной железо-никелевый аккумулятор.

Гальваническая цепь незаряженного аккумулятора:

Гальваническая цепь заряженного аккумулятора:

6.4) Топливные элементы

Более рациональным представляется другой путь - превращение химической энергии топлива непосредственно в электроэнергию, минуя стадии теплоты и механической энергии, с помощью топливного элемента:

Топливный элемент - то разновидность гальванического элемента, в котором активным материалом отрицательного электрода может служить топливо, а в качество активного вещества положительного электрода чаще всего используется кислород воздуха или чистый кислород.

Водородно-кислородный топливный элемент.

На рисунке: 1 и 2 - соответственно водородный (-) и кислородный (+) электроды, 3 и 4 - газовые камеры; 5 - терморегулятор; 6 - циркуляционный контур для электролита; 7 - электролит.

9. Коррозия металлов и методы борьбы с ней

Износ металлических изделий под влиянием механического воздействия среды на поверхность - эрозия.

Коррозия - самопроизвольно протекающий процесс поверхностного окисления металла в результате его химического или электрохимического взаимодейсвия с агрессивной средой.

1) Классификация процессов коррозии

Коррозия подразделяется на химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает в средах, не проводящих ток.

Химическая коррозия подразделяется на газовую - разрушение металла в атмосфере сухого газа - окислителя и жидкостную - разрушение металла в жидкостях.

Электрохимическая коррозия подразделяется на гальванокоррозию (микро- и макро) и электрокоррозию. При протекании процесса гальванокоррозии разрушающийся металл является отрицательным электродом самопроизвольно возникающего коррозионного коротко-замкнутого гальванического элемента. Этот коррозионный элемент, работая, сам себя разрушает. Если электроды элемента неразличимы невооруженным глазом, например, име отся многочисленные мельчайшие вкрапления одного металла на поверхности другого металла, то это - микро-гальванокоррозия. Работа тысяч коррозионных микроэлементов дает в совокупности макроэффект разрушения поверхности металла.

Если же в условиях агрессивной среды контактируют два разнорорных металла, имеющих определенную (иногда весьма большую) массу и значительно различающихся по величинам электродных потенциалов, то в данном случае будет протекать процесс макро-гальванокоррозии.

При протекании процесса электрокоррозии разрушающийся металл является анодом самопроизвольно возникающей электролизной цепи, получающей питание от внешнего источника ЭДС за счет блуждающих токов токов утечки.