МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. В.Н. Каразіна
Кафедра неорганічної хімії та методики викладання хімії
«Хімічні джерела струму»
курсова робота
студента гр. Х-114
хімічного факультету
КОЛІСНИК ОЛЕКСІЙ ВАСИЛЬОВИЧ
Науковий керівник
к.х.н., доцент
В.Г.Панченко
ХАРКІВ
2008
Объектом исследования моей курсовой работы является химические источники тока (ХИТ). Целью работы является рассмотрение основных типов ХИТ, принцип их работы, перспективность, а также области применения. В результате моей курсовой работы будет рассмотрен перечень книг, описывающих принцип работы, недостатки, а также состояние науки в отрасли создания ХИТ.
Работа будет состоять:
- из вступления, в котором будет рассказано об истории создания, развития и использовании химических источников тока;
- из теоретической части, в которой будет рассмотрен принцип работы, правила, необходимые для создания, использования ХИТ и расчета электродвижущей силы, создаваемой химическими источниками тока;
- из подробного рассмотрения имеющихся на данный момент типов ХИТ, принцип работы, преимущества и недостатки;
- из рассмотрения современных изобретений в данной отрасли науки;
- из описания возможных трудностей в разработке новых ХИТ в будущем.
Проблема создания качественных источников тока актуальна, потому что химические источники тока идут в ногу с прогрессом. Значение химических источников тока трудно переоценить, так как человек использует те или иные типы ХИТ в повседневной жизни. Трудно представить существование мобильной связи без участия в работе мобильных телефонов аккумуляторных батарей. Для освоения космоса необходимы долговечные совершенные источники электрического тока, конечно, солнечные батареи частично обеспечивают работу автономных космических кораблей, однако при входе корабля в зону, где нет доступа к солнечной энергии, без альтернативных источников тока работа корабля была бы невозможна. Также ярким примером необходимости использования химических источников тока являются Источники бесперебойного питания (ИБП, в английском варианте UPS), они необходимы для корректной работы компьютерных сетей в случае внештатных ситуаций.
ИСТОЧНИК ТОКА, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ПЕРЕЧЕНЬ КНИГ, ОТРАСЛИ НАУКИ, ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА, ПРЕВМУЩЕСТВА, НЕДОСТАТКИ.
Об'єктом дослідження моєї курсової роботи є|з'являється| хімічні джерела струму|току| (ХДС). Метою|ціллю| роботи є|з'являється| розгляд основних типів ХДС, принцип їх роботи, перспективність, а також сфери застосування. В результаті|унаслідок| моєї курсової роботи буде розглянуто|розглядатиме| перелік книг, що описують принцип роботи, недоліки|нестачі|, а також стан|достаток| науки у галузі створення|створіння| ХДС.
Робота буде склодатися|перебуватиме|:
- зі|із| вступу, в якому буде розказано про історію створення|створіння|, розвиток і використання хімічних джерел струму|току|;
- з|із| теоретичної частки|частини|, в якій буде розглянуто|розглядатиме| принцип роботи, правила, необхідні для створення|створіння|, використання ХДС і розрахунку електрорушійної сили, що створюється хімічними джерелами струму|току|;
- з|із| докладного|детального| розгляду існуючих|наявний| на даний момент типів ХДС, принцип їх роботи, переваги і недоліки|нестачі|;
- з|із| розгляду сучасних винаходів у даній галузі науки;
- з|із| опису можливих труднощів в розробці нових ХДС в майбутньому.
Проблема створення|створіння| якісних джерел струму|току| актуальна, тому що|бо| хімічні джерела струму|току| йдуть в ногу з прогресом. Значення хімічних джерел струму|току| важко переоцінити, оскільки|тому що| людина використовує тих або інших типів|типи| ХДС в повсякденному житті. Важко представити|уявляти| існування мобільного зв'язку без участі в роботі мобільних телефонів акумуляторних батарей. Для освоєння космосу необхідні довговічні досконалі|довершені| джерела електричного струму|току|, звичайно, сонячні батареї частково забезпечують роботу автономних космічних кораблів, проте|однак| при вході корабля в зону, де немає доступу до сонячної енергії, без альтернативних джерел струму|току| робота корабля була б неможлива. Також яскравим прикладом|зразком| необхідності використання хімічних джерел струму|току| є|з'являються| джерела безперебійного живлення|харчування| (ДБЖ, в англійському варіанті UPS|), вони необхідні для коректної роботи комп'ютерних мереж|сітей| в разі|у разі| позаштатних ситуацій.
ДЖЕРЕЛО СТРУМУ|току|, ПРИНЦИП РОБОТИ, ПЕРЕЛІК КНИГ, ГАЛУЗІ НАУКИ, ЕЛЕКТРОРУШІЙНА СИЛА, ПЕРЕВАГИ, НЕДОЛІКИ
The objects of research|work-up| of my term work are|appear| chemical|chinagraph| sources|spring| of current (CSC). The purpose of work|wrk| is|appear| consideration of basic|main| types|typestyle| CSC, principle of their work|wrk|, perspective, and also application domains. As a result of my term paper the list|rundown| of books|ecclesiasticus|, that describes principle of work|wrk|, disadvantages|defect|, and also state|fortune| of science in industry|branch| of creation|making| HIT will be considered.
Work|wrk| will consist of|gote|:
- an entry in which it will be told about history of creation|making|, development and the use|utillizing| of chemical|chinagraph| sources|spring| of current;
- theoretical part,|portion| in which will be considered principle of work|wrk|, rules, that are necessary for creation|making|, uses|utillizing| of CSC and calculation|computation| of electromotive force|strenth|, which is been created by the chemical|chinagraph| sources|spring| of current;
- detailed consideration of types of CSC available at present, a principle of work, advantages and disadvantages
- consideration of modern inventions in this branch of science;
- description of possible|possibly| difficulties in the development of|elaboration| new|firsttime| CSC in the future.
The problem of creation|making| of high-quality|quality| sources|spring| of current is actual|, because the chemical|chinagraph| sources|spring| of current go in step with the progress. It’s hard to over-estimate the value|importance| of chemical|chinagraph| sources|spring| of current, because a man utilizes|use| one or the other type of|typestyle| CSC in everyday life. It’s hard to present|represent| existence of mobile communication without|senza| participating in work|wrk| of mobile telephones of storage batteries. For mastering of space|cosmos| the lasting perfect sources|spring| of electric|electrical| current are needed, certainly|of course|, sun batteries provide|secure| work|wrk| of autonomous|free-standing| spaceships|space-ship| partly, however at included|input-output| of ship|vehicle-to-vehicle| in an area|zone|, where access is not to|by| sun energy, without|senza| the alternative sources|spring| of current work|wrk| of spaceship|vehicle-to-vehicle| would be impossible. Also the prime example of necessity of the use|utillizing| of chemical|chinagraph| sources|spring| of current are|appear| uninterruptible power supply (UPS|), they are needed for correct work|wrk| of computer networks|net| in the case of supernumerary situations.
SOURCE|spring| OF CURRENT, PRINCIPLE OF WORK|wrk|, LIST|rundown| OF BOOKS|ecclesiasticus|, BRANCHES OF SCIENCE, ELECTROMOTIVE FORCE, ADVANTAGES, DISADVANTAGES
Содержание
1. Таблица условных обозначений
2. Вступление
3. Теоретическая часть
3.1 История. Гальванический элемент Даниэль-Якоби
3.2 Электродвижущая сила
3.3 Стандартный водородный потенциал
3.4 Водородная шкала потенциалов
3.5 Потенциал металлических электродов
3.6 Основные характеристики ХИТ
4. Наиболее распространенные типы гальванических элементов
4.1 Свинцовые аккумуляторы (SLA)
4.2 Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd)
4.3 Никель-металлогидридные аккумуляторные батареи (NiMH)
5. Литиевые аккумуляторные батареи
5.1 Основные проблемы создания химических источников тока с литиевым анодом
5.2 Электролиты для литиевых батарей
5.3 Типы гальванических элементов с литиевым анодом
5.3.1 Источник тока на основе системы Li/SO2 (литий-диоксид серы)
5.3.2 Источник тока на основе системы Li/SOCl2 (литий-тионилхлорид)
5.3.3 Источник тока на основе системы Li/МnО2 (литий-диоксид марганца)
5.3.4 Источник тока на основе системы Li/(CFx)n (литий-полифторуглерод)
5.3.5 Элемент на системе Li/Ag2CrO4 (литий-хромат серебра)
5.3.6 Элемент на системе Li/CuS (литий-сульфид меди)
5.4 Сравнительная характеристика литиевых источников тока
6. Ионисторы
7. Техника безопасности при работе с ХИТ
8. Выводы
9. Приложение
| Условные обозначения | Значение |
| Сокращения | |
| SLA | Sealed Lead Acid (свинцово-кислотная батарея) |
| ХИТ | Химический источник тока |
| ЭДС | Электродвижущая сила |
| НРЦ | Напряжение разомкнутой цепи |
| Условные обозначения | |
| U | Напряжение, В |
| Q | Емкость, А•ч |
| I | Сила тока, А |
| r | Сопротивление, Ом |
| Uз | Напряжение при зарядке, В |
| UР | Напряжение при разрядке, В |
| Eпол•р | Поляризация электродов при разрядке, В |
| Eк | Электродвижущая сила гальванического элемента, В |
| φк | Потенциал катода |
| φа | Потенциал анода |
| T | Температура в Кельвинах |
| E0 | Стандартный электродный потенциал |
| R | Универсальная газовая постоянная (R= 8,314 Дж/К•моль) |
| k | Постоянная Больцмана (k=1,38065•10-23 Дж/К |
| F | Число Фарадея (F = 96485 Кл/моль) |
| p0 | Стандартное давление (760 мм.рт.ст.,1 атм., 101325 Па) |
| T0 | Стандартная температура (298,15 К) |
2. Вступление
Химические источники тока (ХИТ) — устройства, позволяющие получать электрическую энергию за счет какой-либо химической реакции. В ХИТ переход химической энергии в электрическую осуществляется непосредственно без промежуточного образования тепловой и механической энергии, как это имеет место при использовании химической энергии горения топлива под паровыми котлами тепловых электростанций или в двигателях внутреннего сгорания.
Значение ХИТ в современной технике и быту очень велико. Это объясняется тем, что очень много аппаратов нуждается в автономном питании электрической энергией, не связанном со стационарными электростанциями, а также тем, что высокая надежность химических источников тока делает их незаменимыми для всякого рода аварийных устройств.
Далее, хотелось бы рассказать об истории создания и развития химических источников тока и электрохимии в целом.