Топливные элементы

Топливный элемент — электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне — в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе.

• Прямой метанольный топливный элемент

• Твердооксидный топливный элемент

• Щелочной топливный элемент

2. Необратимые и обратимые гальванические элементы

Химические источники тока делятся на две основные группы: обратимые (аккумуляторы), необратимые (гальванические элементы)

Аккумуляторы можно использовать многократно, так как их работоспособность может быть восстановлена при пропускании тока в обратном направлении от внешнего источника, а в гальванических элементах допускают лишь однократное использование, поскольку один из электродов (Zn в элементе Даниэля – Якоби) необратимо расходуется.

3.Концентрационные цепи

Концентрационные элементы, концентрационные цепи, один из видов гальванических элементов. Различают концентрационные элементы двух типов: с переносом ионов и без переноса ионов. Концентрационные элементы с переносом ионов получают погружением двух одинаковых электродов (например, серебряных) в разделённые полупроницаемой перегородкой растворы одного и того же электролита (например, нитрата серебра) различной концентрации. Электродвижущая сила в таких концентрационных элементах возникает в результате непосредственного переносаэлектролита из более концентрированного раствора в менее концентрированный. В концентрационных элементах второго типа выравнивание концентраций электролита происходит в результате химических процессов, происходящих на двух различных электродах. Пример концентрационного элемента без переноса ионов — серебряный и платиновый электроды, погруженные в раствор соляной кислоты. При одинаковом соотношении концентраций электролита электродвижущая сила концентрационного элемента без переноса ионов в два раза больше, чем у концентрационного элемента с переносом. Концентрационные элементы применяют при измерении коэффициента активности и чисел переноса.

По значению э. Д. С. Гальванического элемента

Электродвижущая сила концентрационной цепи с переносом может быть выражена следующим соотношением:

Соответственно, такую цепь можно использовать для нахождения активности и коэффициента активности. В некоторых случаях (например, для сложных сульфидных расплавов) побочноевзаимодейтсвие электролита с электродами может приводить к невозможности определения активности компонентов по ЭДС цепи, тогда используют концентрационные цепи без переноса. Нахождение активности компонента по ЭДС концентрационной цепи без переноса — один из самых точных способов определения активности.

4.Гальванические элементы с газовыми электродами

Газовый электрод в качестве одного из компонентов электродной пары содержит газ (H₂, Cl₂ и др.), адсорбированный на химически инертном проводнике первого рода (обычно платина, покрытая платиновой чернью). При контакте адсорбированного газа с раствором собственных ионов устанавливается равновесие. Для хлорного и водородного электродов это равновесие можно представить уравнениями: 

Соответствующие им уравнения Нернста имеют вид: 

Очевидно, что их электродный потенциал зависит от давления и активности (концентрации) ионов в растворе.