Մանգան ցինկի տարր: (1) մետաղական գլխարկ, (2) գրաֆիտի էլեկտրոդ («+»), (3) ցինկի բաժակ («»), (4) մանգանի օքսիդ, (5) էլեկտրոլիտ, (6) մետաղական շփում: Մանգան ցինկի տարր, ... ... Վիքիպեդիա

RC 53M (1989) Մերկուրի ցինկի բջիջ («RC տիպ») գալվանական բջիջ, որում անոդը ցինկ է ... Վիքիպեդիա

Oxyride Battery Oxyride yr մարտկոցները Panasonic- ի կողմից մշակված մեկանգամյա օգտագործման (չլիցքավորվող) մարտկոցների ապրանքային նշանն են: Դրանք հատուկ նախագծված են բարձր էներգիայի սպառում ունեցող սարքերի համար ... Վիքիպեդիա

Նորմալ Ուեսթոնի բջիջը, սնդիկ-կադմիումի բջիջը գալվանական բջիջ է, որի EMF- ն ժամանակի ընթացքում շատ կայուն է և վերարտադրվում է մեկ օրինակից մյուսը: Այն օգտագործվում է որպես հղման լարման աղբյուր (հղումային լարում) կամ լարման ստանդարտ ... ... Վիքիպեդիա

SC 25 Արծաթ-ցինկի մարտկոց, երկրորդական քիմիական հոսանքի աղբյուր, մարտկոց, որում անոդը արծաթի օքսիդ է, սեղմված փոշու տեսքով, կաթոդը խառնուրդ է ... Վիքիպեդիա

Տարբեր չափսերի մանրանկարիչ մարտկոցներ Մանրանկարիչ մարտկոցը, կոճակի չափի մարտկոցը, նախ լայնորեն օգտագործվել է էլեկտրոնային ձեռքի ժամացույցներում, ուստի այն կոչվում է նաև ... Վիքիպեդիա

Սնդիկի ցինկի բջիջը («RC տիպ») գալվանական բջիջ է, որում անոդը ցինկ է, կաթոդը ՝ սնդիկի օքսիդ, էլեկտրոլիտը ՝ կալիումի հիդրօքսիդի լուծույթ: Առավելությունները. Անընդհատ լարում և հսկայական էներգիայի ինտենսիվություն և էներգիայի խտություն: Թերություններ. ... ... Վիքիպեդիա

Մանգանի ցինկի գալվանական բջիջը, որում մանգանի երկօքսիդը օգտագործվում է որպես կաթոդ, ցինկի փոշի անոդ և ալկալային լուծույթ, սովորաբար կալիումի հիդրօքսիդ, որպես էլեկտրոլիտ: Բովանդակություն 1 Գյուտի պատմություն ... Վիքիպեդիա

Նիկել-ցինկի մարտկոցը քիմիական հոսանքի աղբյուր է, որի մեջ անոդը ցինկ է, էլեկտրոլիտը ՝ կալիումի հիդրօքսիդ ՝ լիթիումի հիդրօքսիդի հավելումով, իսկ կաթոդը ՝ նիկելի օքսիդ: Հաճախ կրճատ ՝ NiZn: Գումարածներ. ... ... Վիքիպեդիա

Կոմպակտ ցինկ օդային մարտկոցների զանգվածային մուտքը հնարավորություն ունի զգալի տարբերություն մտցնել նոութբուքի համակարգիչների և թվային սարքերի փոքր չափի մարտկոցների մեջ:

Էներգետիկ խնդիր

և վերջին տարիներին զգալիորեն աճել է նոութբուքային համակարգիչների և տարբեր թվային սարքերի պարկը, որոնցից շատերը վերջերս են հայտնվել շուկայում: Այս գործընթացը զգալիորեն արագացել է բջջային հեռախոսների ժողովրդականության աճի պատճառով: Իր հերթին, շարժական էլեկտրոնային սարքերի քանակի արագ աճը առաջացրել է էլեկտրաէներգիայի ինքնավար աղբյուրների, մասնավորապես տարբեր տեսակի մարտկոցների և կուտակիչների պահանջարկի լուրջ աճ:

Այնուամենայնիվ, հսկայական քանակությամբ շարժական սարքեր մարտկոցներով ապահովելու անհրաժեշտությունը խնդրի միայն մի կողմն է: Այսպիսով, շարժական էլեկտրոնային սարքերի զարգացման հետ մեկտեղ, տարրերի հավաքման խտությունը և դրանցում օգտագործվող միկրոպրոցեսորների հզորությունը մեծանում են. Ընդամենը երեք տարվա ընթացքում օգտագործված PDA պրոցեսորների ժամացույցի հաճախականությունը մեծացել է կարգի չափով: Փոքր մոնոխրոմային էկրանները փոխարինվում են բարձր բանաձևով, ավելի մեծ էկրանով գունավոր էկրաններով: Այս ամենը հանգեցնում է էներգիայի սպառման ավելացմանը: Բացի այդ, առկա է շարժական էլեկտրոնիկայի ոլորտում հետագա մանրանկարացման հստակ միտում: Հաշվի առնելով վերը նշված գործոնները, միանգամայն ակնհայտ է դառնում, որ օգտագործված մարտկոցների էներգիայի ինտենսիվության, էներգիայի, ամրության և հուսալիության բարձրացումը դյուրակիր էլեկտրոնային սարքերի հետագա զարգացումն ապահովելու ամենակարևոր պայմաններից մեկն է:

Ինքնավար էլեկտրամատակարարման վերականգնվող աղբյուրների խնդիրը շատ սուր է շարժական համակարգիչների հատվածում: Technologiesամանակակից տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս ստեղծել նոութբուքեր, որոնք գործնականում իրենց ֆունկցիոնալ սարքավորումներով և կատարողականությամբ չեն զիջում լիարժեք աշխատասեղանի համակարգերին: Այնուամենայնիվ, ինքնավար էլեկտրամատակարարման բավականաչափ արդյունավետ աղբյուրների բացակայությունը նոութբուքի օգտվողներին զրկում է համակարգչի այս տեսակի հիմնական առավելություններից մեկից `շարժունակությունից: Լիթիում-իոնային մարտկոցով հագեցած ժամանակակից նոութբուքի լավ ցուցանիշը մարտկոցի տևողությունը մոտ 4 ժամ 1 է, բայց դա ակնհայտորեն բավարար չէ շարժական պայմաններում լիարժեք աշխատանքի համար (օրինակ, Մոսկվայից Տոկիո թռիչքը տևում է 10 ժամ, իսկ Մոսկվայից Լոս Անջելես ՝ գրեթե 15):

Դյուրակիր համակարգիչների մարտկոցի երկարության խնդրի լուծման տարբերակներից մեկը `այժմ տարածված նիկել-մետաղի հիդրոդ և լիթիում-իոնային մարտկոցներից անցումն է քիմիական վառելիքի բջիջներին 2: Operatingածր աշխատանքային ջերմաստիճանի վառելիքի բջիջները, ինչպիսիք են PEM (Proton Exchange Membrane) և DMCF (Direct Methanol Fuel Cells), առավել հեռանկարային են շարժական էլեկտրոնային սարքերի և համակարգիչների համար կիրառման համար: Այս տարրերի համար որպես վառելիք օգտագործվում է մեթիլ սպիրտի (մեթանոլ) 3 ջրային լուծույթ:

Այնուամենայնիվ, այս փուլում չափազանց լավատեսական կլինի քիմիական վառելիքի բջիջների ապագան նկարագրելը բացառապես վարդագույն գույներով: Փաստն այն է, որ շարժական էլեկտրոնային սարքերում վառելիքի բջիջների զանգվածային բաշխման ճանապարհին առնվազն երկու խոչընդոտ է կանգնած: Նախ, մեթանոլը բավականին թունավոր նյութ է, որը ենթադրում է վառելիքի փամփուշտների խստության և հուսալիության նկատմամբ պահանջների ավելացում: Երկրորդ, անհրաժեշտ է օգտագործել կատալիզատորներ `ապահովելու համար ցածր աշխատանքային ջերմաստիճան ունեցող վառելիքային բջիջներում քիմիական ռեակցիաների անցման ընդունելի արագություն: Ներկայումս պլատինից և դրա համաձուլվածքներից պատրաստված կատալիզատորներն օգտագործվում են PEM և DMCF բջիջներում, սակայն այս նյութի բնական պաշարները փոքր են, և դրա արժեքը բարձր է: Տեսականորեն հնարավոր է պլատինը փոխարինել այլ կատալիզատորներով, բայց մինչ այժմ այս ուղղությամբ հետազոտություններով զբաղվող ոչ մի թիմ չի կարողացել գտնել ընդունելի այլընտրանք: Այսօր պլատինի այսպես կոչված խնդիրը, թերևս, լրջագույն խոչընդոտն է նոութբուքերի ԱՀ-ներում և էլեկտրոնային սարքերում վառելիքի բջիջների լայնորեն ընդունման համար:

1 Սա վերաբերում է ստանդարտ մարտկոցից աշխատելու ժամանակին:

2 Վառելիքի բջիջների մասին ավելին կարդացեք «Վառելիքի բջիջները. Հույսի մեկ տարի» հոդվածում, որը տպագրվել է # 1'2005-ում:

Գազային ջրածնով վառվող 3 PEM բջիջները հագեցած են մեթանոլից ջրածնի արտադրության համար ինտեգրված փոխարկիչով:

Zինկի օդային բջիջներ

Չնայած մի շարք հրապարակումների հեղինակները ցինկի օդային մարտկոցներն ու կուտակիչները համարում են վառելիքի բջիջների ենթատիպերից մեկը, դա բոլորովին ճիշտ չէ: Theանոթանալով սարքին և ցինկ-օդային բջիջների շահագործման սկզբունքին, նույնիսկ ընդհանուր առմամբ, կարելի է կատարել միանշանակ եզրակացություն, որ ավելի ճիշտ է դրանք համարել որպես ինքնավար էլեկտրամատակարարման առանձին դաս:

Zինկի օդային բջիջների դիզայնը ներառում է կաթոդ և անոդ, որոնք բաժանված են ալկալային էլեկտրոլիտով և մեխանիկական բաժանարարներով: Որպես կաթոդ օգտագործվում է գազի դիֆուզիոն էլեկտրոդ (GDE), որի ներթափանցող թաղանթը թույլ է տալիս թթվածին ստանալ դրա միջով շրջանառվող մթնոլորտային օդից: «Վառելիքը» ցինկի անոդն է, որը օքսիդանում է բջիջի շահագործման ընթացքում, իսկ օքսիդացնող նյութը թթվածինն է, որը ստացվում է «շնչառական անցքերով» մտնող մթնոլորտային օդից:

Կաթոդում տեղի է ունենում թթվածնի էլեկտրաքանակի արձագանքը, որի արտադրանքը բացասական լիցքավորված հիդրօքսիդի իոններ են.

O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH -.

Հիդրոօքսիդի իոնները էլեկտրոլիտում տեղափոխվում են ցինկի անոդ, որտեղ տեղի է ունենում ցինկի օքսիդացման արձագանքը էլեկտրոնների արտանետմամբ, որոնք արտաքին շղթայի միջոցով վերադառնում են կաթոդ:

Zn + 4OH - Zn (OH) 4 2– + 2e.

Zn (OH) 4 2– ZnO + 2OH - + H 2 O.

Միանգամայն ակնհայտ է, որ ցինկի օդային բջիջները չեն ընկնում քիմիական վառելիքի բջիջների դասակարգման մեջ. Նախ, նրանք օգտագործում են սպառվող էլեկտրոդ (անոդ), և երկրորդ, վառելիքը սկզբում տեղադրվում է բջիջի ներսում և չի մատակարարվում շահագործման ընթացքում դրսում

Մեկ ցինկի օդային բջիջի էլեկտրոդների միջեւ լարումը 1,45 Վ է, ինչը շատ մոտ է ալկալային (ալկալային) մարտկոցներին: Անհրաժեշտության դեպքում, մատակարարման ավելի բարձր լարում ստանալու համար, մի շարք միացված բջիջները կարող են միավորվել մարտկոցի մեջ:

Incինկը բավականին տարածված և էժան նյութ է, այնպես որ, երբ ցինկ-օդային բջիջների զանգվածային արտադրությունը տեղակայվի, արտադրողները հումքի հետ խնդիրներ չունենան: Բացի այդ, նույնիսկ սկզբնական փուլում այդպիսի էլեկտրամատակարարման արժեքը բավականին մրցակցային կլինի:

Կարևոր է նաև, որ ցինկի օդային բջիջները շատ էկոլոգիապես մաքուր արտադրանք են: Դրանց արտադրության համար օգտագործվող նյութերը չեն աղտոտում շրջակա միջավայրը և վերամշակելուց հետո կարող են կրկին օգտագործվել: Zինկ-օդի տարրերի (ջուր և ցինկ օքսիդ) արձագանքման արտադրանքը նույնպես բացարձակապես անվտանգ է մարդու և շրջակա միջավայրի համար. Ցինկի օքսիդը նույնիսկ օգտագործվում է որպես մանկական փոշու հիմնական բաղադրիչ:

Zինկ-օդի բջիջների գործառնական հատկությունների մեջ հարկ է նշել այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են ոչ ակտիվ վիճակում ինքնալիցքաթափման ցածր մակարդակը և լիցքաթափման ընթացքում լարման արժեքի փոքր փոփոխությունը (հարթ արտանետման կորի):

Zինկ-օդային բջիջների որոշակի անբավարարությունը մուտքային օդի հարաբերական խոնավության ազդեցությունն է տարրի բնութագրերի վրա: Օրինակ ՝ ցինկի օդային բջիջի համար, որը նախատեսված է 60% RH– ով աշխատելու համար, ծառայության ժամկետը նվազում է մոտ 15% –ով, երբ խոնավությունը բարձրանում է 90%:

Մարտկոցներից մինչեւ վերալիցքավորվող մարտկոցներ

Միանգամյա օգտագործման մարտկոցները ցինկ օդային բջիջների իրականացման ամենադյուրին տարբերակն են: Մեծ չափի և էներգիայի ցինկ-օդային բջիջներ ստեղծելիս (օրինակ `նախատեսված է տրանսպորտային միջոցների էլեկտրակայանների էլեկտրակայանների համար), ցինկի անոդային ձայներիզները կարող են փոխարինելի դառնալ: Այս դեպքում էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը թարմացնելու համար բավական է հեռացնել ձայներիզը ծախսված էլեկտրոդներով և փոխարենը տեղադրել նորը: Օգտագործված էլեկտրոդները հնարավոր է վերականգնել մասնագիտացված ձեռնարկություններում էլեկտրաքիմիական եղանակով վերօգտագործման համար:

Եթե ​​մենք խոսում ենք շարժական համակարգիչների և էլեկտրոնային սարքերում օգտագործման համար հարմար կոմպակտ մարտկոցների մասին, ապա փոխարինելի ցինկային անոդային ձայներիզներով տարբերակի գործնական իրականացումը անհնար է մարտկոցների փոքր չափի պատճառով: Ահա թե ինչու ներկայումս շուկայում առկա ցինկի օդի կոմպակտ բջիջների մեծ մասը մեկանգամյա օգտագործման է: Փոքր չափի մեկանգամյա օգտագործման ցինկ-օդային մարտկոցները արտադրվում են Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, ինչպես նաև հայրենական Energia ընկերությունների կողմից: Նման էներգիայի աղբյուրների կիրառման հիմնական ոլորտը լսողական սարքերն են, շարժական ռադիոընդունիչները, լուսանկարչական սարքավորումները և այլն:

Այժմ շատ ընկերություններ պատրաստում են մեկանգամյա օգտագործման ցինկ օդային մարտկոցներ

Մի քանի տարի առաջ AER- ն արտադրեց Power Slice ցինկ-օդային մարտկոցներ նոութբուք համակարգիչների համար: Այս իրերը նախատեսված էին Hewlett-Packard- ի Omnibook 600 և Omnibook 800 սերիայի նոութբուքերի համար: նրանց մարտկոցի կյանքը տատանվում էր 8-ից 12 ժամվա ընթացքում:

Սկզբունքորեն կա նաև վերալիցքավորվող ցինկ-օդի բջիջների (մարտկոցների) ստեղծման հնարավորություն, որոնցում, երբ արտաքին հոսանքի աղբյուրը միացված է, ցինկի նվազեցման ռեակցիան կընթանա անոդում: Այնուամենայնիվ, նման նախագծերի գործնական իրականացմանը վաղուց խանգարում էին ցինկի քիմիական հատկությունների հետ կապված լուրջ խնդիրներ: Zինկի օքսիդը լավ լուծվում է ալկալային էլեկտրոլիտում և լուծարված ձևով բաշխվում է էլեկտրոլիտի ամբողջ ծավալի վրա ՝ հեռանալով անոդից: Դրա պատճառով արտաքին հոսանքի աղբյուրից լիցքավորվելիս անոդի երկրաչափությունը զգալիորեն փոխվում է. Օքսիդից վերականգնված ցինկի օքսիդը նստվում է անոդի մակերևույթին ժապավենի բյուրեղների (դենդրիտների) տեսքով, որոնք նման են երկարատև հասկերին: Դենդրիտները ծակում են տարանջատիչները ՝ մարտկոցի ներսում կարճ միացում առաջացնելով:

Այս խնդիրը սրվում է այն փաստով, որ էլեկտրաէներգիան մեծացնելու համար ցինկ-օդի բջիջների անոդները պատրաստվում են մանրացված փոշիացված ցինկից (սա թույլ է տալիս զգալիորեն մեծացնել էլեկտրոդի մակերեսը): Այսպիսով, լիցքաթափման ցիկլերի քանակի ավելացման հետ մեկտեղ անոդի մակերեսը աստիճանաբար կնվազի ՝ բացասաբար ազդելով բջիջների աշխատանքի վրա:

Մինչ օրս Zinc Matrix Power- ը (ZMP) ամենամեծ հաջողությունն է արձանագրել կոմպակտ ցինկի օդային մարտկոցներում: ZMP մասնագետները մշակել են եզակի Zinc Matrix տեխնոլոգիա, որը լուծել է մարտկոցի լիցքավորման գործընթացում առաջացող հիմնական խնդիրները: Այս տեխնոլոգիայի էությունը պոլիմերային կապակցիչի օգտագործումն է, որն ապահովում է հիդրօքսիդի իոնների անխոչընդոտ ներթափանցումը, բայց միևնույն ժամանակ արգելափակում է էլեկտրոլիտում լուծվող ցինկի օքսիդի շարժումը: Օգտագործելով այս լուծումը, հնարավոր է խուսափել անոդի ձևի և մակերեսի նկատելի փոփոխություններից առնվազն 100 լիցքաթափման ցիկլերի համար:

Zինկ-օդային մարտկոցների առավելություններն են երկար աշխատանքային ժամանակը և էներգիայի հատուկ սպառում, առնվազն երկու անգամ ավելի բարձր, քան լիթիում-իոնային լավագույն մարտկոցների: Zինկ-օդային մարտկոցների հատուկ էներգիայի սպառումը հասնում է 240 Wh- ի 1 կգ քաշի համար, իսկ առավելագույն հզորությունը `5000 W / կգ:

Ըստ ZMP մշակողների, այսօր հնարավոր է ստեղծել ցինկ-օդային մարտկոցներ շարժական էլեկտրոնային սարքերի (բջջային հեռախոսներ, թվային նվագարկիչներ և այլն) համար `մոտ 20 Wh էներգետիկ հզորությամբ: Նման էլեկտրասնուցման հնարավոր ամենափոքր հաստությունը ընդամենը 3 մմ է: Նոութբուքերի ցինկ-օդային մարտկոցների փորձարարական նախատիպերն ունեն էներգիայի հզորություն 100-ից 200 Wh:

Incինկի օդային նախատիպային մարտկոց Zinc Matrix Power- ի կողմից

Zինկի օդային մարտկոցների մեկ այլ կարեւոր առավելություն է այսպես կոչված հիշողության էֆեկտի իսպառ բացակայությունը: Ի տարբերություն մարտկոցների այլ տեսակների, ցինկի օդային բջիջները կարող են վերալիցքավորվել լիցքավորման ցանկացած մակարդակում ՝ առանց նրանց էներգետիկ հզորությունը վտանգելու: Բացի այդ, ցինկի օդային բջիջները շատ ավելի անվտանգ են, քան լիթիումի մարտկոցները:

Ամփոփելով, չի կարելի չնշել ցինկի օդային բջիջների առևտրի համար խորհրդանշական մեկնակետ դարձած մի կարևոր իրադարձություն. Անցյալ տարվա հունիսի 9-ին Zinc Matrix Power- ը պաշտոնապես հայտարարեց Intel Corporation- ի հետ ռազմավարական համաձայնագրի ստորագրման մասին: Ենթադրվում են սույն պայմանագրի պայմանները, ZMP- ն ու Intel- ը միավորելու են ուժերը `նոութբուքի մարտկոցի նոր տեխնոլոգիա մշակելու համար: Այս աշխատանքների հիմնական նպատակներից է նոութբուքերի մարտկոցի երկարությունը մինչև 10 ժամ բարձրացնելը: Գոյություն ունեցող պլանի համաձայն, ցինկ-օդային մարտկոցներով հագեցած նոութբուքերի առաջին մոդելները պետք է վաճառքի հանվեն 2006 թվականին:

Եվ Մենք առաջարկում ենք էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի ևս մեկ տեսակ `ցինկի օդային բջիջ: Այս բջիջը շահագործման ընթացքում չի պահանջում լիցքավորում, ինչը շատ կարեւոր առավելություն է մարտկոցների նկատմամբ:

Zինկ-օդի բջիջը ներկայումս ամենաառաջատար ընթացիկ աղբյուրն է, քանի որ այն ունի համեմատաբար բարձր սպեցիֆիկ էներգիա (110-180 Wh / կգ), հեշտ է արտադրել և գործել, և առավել հեռանկարային է `իր առանձնահատկությունները բարձրացնելու տեսանկյունից: Theինկի օդի բջիջի տեսականորեն հաշվարկված էներգիայի խտությունը կարող է լինել մինչև 880 Wh / կգ: Եթե ​​այդ հզորության գոնե կեսին հասնի, տարրը կդառնա ներքին այրման շարժիչի շատ լուրջ մրցակից:

Zինկի օդային բջիջի շատ կարեւոր առավելությունն այն է, որ լիցքաթափվելը բեռի տակ ցածր լարման փոփոխությունն է, երբ այն դուրս է գալիս: Բացի այդ, այդպիսի տարրը զգալի ուժ ունի, քանի որ դրա անոթը կարող է պատրաստվել պողպատից:

Zինկի օդային բջիջների շահագործման սկզբունքը հիմնված է էլեկտրաքիմիական համակարգի օգտագործման վրա. Ցինկ - կծու կալիումի լուծույթ - ակտիվացված ածխածին, որը կլանում է մթնոլորտային թթվածինը: Ընտրելով էլեկտրոլիտի կազմը, էլեկտրոդների ակտիվ զանգվածը և ընտրելով բջիջի օպտիմալ դիզայնը, կարելի է էապես բարձրացնել դրա տեսակարար հզորությունը:

Aինկ-օդային բջիջի նախագծման և տեխնոլոգիական գործընթացը գրեթե չի տարբերվում գազային և կապար-պոտաշային բջիջներից: Դրա սարքը ներկայացված է նկարում: 1 անոթը պարունակում է բացասական ցինկի էլեկտրոդ 2 և դրական էլեկտրոդներ ՝ ակտիվացված ածխածնից: Դրական էլեկտրոդները պայուսակի տեսակ են: 4 պարկի կենտրոնում տեղադրվում է ցինկապատ ածխածնի 9 գավազան: Պայուսակը սերտորեն լցված է ակտիվացված ածխածնով, վերին մասը կապվում է ձողի շուրջ: Բացասական էլեկտրոդը 2-ը 6-10 մմ հաստությամբ ցինկի ափսե է, որի վերին վերջում փոս է փորվում և կտրվում է թել, որի մեջ պտուտակվում է պողպատե ձող 6, որի վերջում ունենալով համապատասխան թել: 8 տերմինալները դրվում են բոլոր էլեկտրոդների ձողերի վրա ՝ ապահովելով հուսալի շփում: Vesselալքավոր միպորից կամ միպլաստից պատրաստված տարանջատիչները դրված են նավի պատի և էլեկտրոդների միջև: որը կարելի է վերցնել թափված մոտոցիկլետի կամ մեքենայի մարտկոցներից, ներծծվել 4-6 ժամ, ապա լավ լվանալ հոսող ջրով: Կտորները, զգայուն կոշիկներից կամ ապակեթելից կարող են օգտագործվել որպես տարանջատիչներ:

Վերևից տարրը փակվում է 7 ծածկով, որի մեջ կան 10 խցանների միջոցով, որոնց միջոցով անցնում են էլեկտրոդի ձողերը, ինչպես նաև կույր խրոցակ 11 էլեկտրոլիտը լցնելու համար:

Մարտկոցի շահագործման ընթացքում ցինկը աստիճանաբար լուծվում է էլեկտրոլիտի միջոցով: Ամբողջական արտանետումից հետո, երբ ամբողջ ցինկն սպառվում է, դրական էլեկտրոդները պահպանում են իրենց ֆունկցիոնալությունը, և բավական է փոխարինել բացասական էլեկտրոդը, քանի որ մարտկոցը կրկին պատրաստ է օգտագործման համար:

Օգտագործված էլեկտրոլիտը թորած ջրի մեջ կաուստիկ կալիումի 20% լուծույթ է:

Էլեկտրոլիտը կարող է երկար պահվել, եթե այն լցնեք շշի մեջ հենց խցանափայտի տակ և փորձեք չթափահարել այն:

Բջիջը կարող է պահվել անորոշ ժամանակով չոր վիճակում, եթե դրա արտադրության ընթացքում պահանջվող քանակությամբ կաստիկ կալիումը տեղադրվի հատակին և հերմետիկորեն փակվի խցանով: Նման տարրը ակտիվացնելու համար բավական է թորած ջուր լցնել ջրի մեջ: փոս այնպես, որ այն ծածկում է էլեկտրոդները:

Theինկի ափսեի ծառայության ժամկետը բարձրացնելու համար այն կարող է պատված լինել սնդիկի խառնուրդով: -30ծմբական թթվի հինգ տոկոսանոց լուծույթով լցնել 20-30 գ կավե ամանեղեն կամ ճենապակյա ամանեղեն և մի քանի կաթիլ սնդիկ գցել: Dishինկի ափսե տեղադրեք ճաշատեսակի ներքևի մասում և սնդիկը ցինկի մեջ քսեք փոքրիկ կտորով կամ ատամի խոզանակով, մինչև դրա մակերեսը փայլեցնի: Այս մեթոդը կարող է երկարացնել բացասական ափսեի կյանքը 10-20 անգամ: Անհրաժեշտ է սնդիկի հետ աշխատել ծխնելույզով կամ դրսում, քանի որ դրա գոլորշիները թունավոր են:

Տարրը ապամոնտաժելու համար բավական է հեռացնել 8 տերմինալները էլեկտրոդի ձողերից, հեռացնել անցնող խցանները 10, որից հետո ծածկոց 7-ը հեշտությամբ հանվում է և սպառված ցինկի ափսեը կարող է փոխարինվել: Բջիջն ապամոնտաժելիս անհրաժեշտ է հեռացնել էլեկտրոլիտը, իսկ նավի ներսը լվանալ հոսող ջրով:

Բջջի թողունակությունը կարող է զգալիորեն մեծանալ, եթե բացասական էլեկտրոդը կազմված է ծակոտկեն ցինկից:

Նորույթը խոստանում է երեք անգամ գերազանցել էներգիայի հզորությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցները և միևնույն ժամանակ կարժենա գնի կեսը:

Նշենք, որ այժմ ցինկի օդային մարտկոցները արտադրվում են միայն միանգամյա օգտագործման բջիջների տեսքով կամ «վերալիցքավորվող» ձեռքով, այսինքն ՝ փամփուշտը փոխելով: Ի դեպ, մարտկոցի այս տեսակն ավելի անվտանգ է, քան լիթիում-իոնը, քանի որ այն չի պարունակում ցնդող նյութեր և, համապատասխանաբար, չի կարող բռնկվել:

Fromանցից վերալիցքավորվող ընտրանքներ ստեղծելու հիմնական խոչընդոտը, այսինքն `մարտկոցները, սարքի արագ քայքայումն է. Էլեկտրոլիտը ապաակտիվացված է, օքսիդացման-նվազեցման ռեակցիաները դանդաղեցնում և ընդհանրապես դադարում են ընդամենը մի քանի լիցքավորման ցիկլերից հետո:

Հասկանալու համար, թե ինչու է դա տեղի ունենում, նախ անհրաժեշտ է նկարագրել ցինկի օդային բջիջների գործունեության սկզբունքը: Մարտկոցը բաղկացած է օդի և ցինկի էլեկտրոդներից և էլեկտրոլիտից: Լիցքաթափման ժամանակ դրսից ներթափանցող օդը, առանց կատալիզատորների օգնության, էլեկտրոլիտային ջրային լուծույթում կազմում է հիդրօքսիլ իոններ (OH -):

Նրանք օքսիդացնում են ցինկի էլեկտրոդը: Այս ռեակցիայի ընթացքում էլեկտրոններն արձակվում են ՝ հոսանք կազմելու համար: Մարտկոցի լիցքավորման ընթացքում գործընթացը ընթանում է հակառակ ուղղությամբ. Թթվածինը արտադրվում է օդային էլեկտրոդում:

Նախկինում, վերալիցքավորվող մարտկոցի շահագործման ընթացքում, էլեկտրոլիտային ջրային լուծույթը հաճախ պարզապես չորանում կամ չափազանց խորն էր թափանցում օդային էլեկտրոդի ծակոտիները: Բացի այդ, ավանդադրված ցինկը բաշխվել է անհավասար ՝ կազմելով ճյուղավորված կառուցվածք, որի պատճառով էլեկտրոդների միջեւ սկսվել են կարճ միացումներ:

Նորույթը զերծ է այս թերություններից: Հատուկ դոնդողացնող և կապող միջոցները վերահսկում են ցինկի էլեկտրոդի խոնավությունն ու ձևը: Բացի այդ, գիտնականները առաջարկել են նոր կատալիզատորներ, որոնք նույնպես զգալիորեն բարելավել են տարրերի աշխատանքը:

Մինչ այժմ նախատիպերի լավագույն կատարումը չի գերազանցում վերալիցքավորման հարյուրավոր ցիկլերը (լուսանկարը ՝ ReVolt):

ReVolt- ի գործադիր տնօրեն Jamesեյմս Մաքդուգալը կարծում է, որ առաջին ապրանքները, ի տարբերություն ներկայիս նախատիպերի, լիցքավորվելու են մինչև 200 անգամ, և շուտով հնարավոր կլինի հասնել 300-500 ցիկլի նշագծին: Այս ցուցանիշը թույլ կտա տարրն օգտագործել, օրինակ, բջջային հեռախոսներում կամ նոութբուքերում:

Նոր մարտկոցի նախատիպը մշակվել է նորվեգական SINTEF հետազոտական ​​հիմնադրամի կողմից, մինչդեռ ReVolt- ը ապրանքային ապրանք է վաճառում (ReVolt նկարազարդում):

ReVolt- ը նաև մշակում է ցինկ օդային մարտկոցներ էլեկտրական մեքենաների համար: Նման արտադրանքները վառելիքի բջիջներ են հիշեցնում: Նրանց մեջ ցինկի կախոցը հեղուկ էլեկտրոդի դեր է խաղում, մինչդեռ օդային էլեկտրոդը բաղկացած է խողովակների համակարգից:

Էլեկտրաէներգիան առաջանում է խառնուրդը խողովակների միջով մղելու միջոցով: Արդյունքում ցինկի օքսիդը պահվում է մեկ այլ խցիկում: Լիցքավորվելիս այն անցնում է նույն ճանապարհով, և օքսիդը վերածվում է ցինկի:

Նման մարտկոցները կարող են ավելի շատ էլեկտրաէներգիա արտադրել, քանի որ հեղուկ էլեկտրոդի ծավալը կարող է շատ ավելի մեծ լինել, քան օդային էլեկտրոդի ծավալը: Մաքդուգալը կարծում է, որ այս տեսակի բջիջները կարող են վերալիցքավորվել երկուից տասը հազար անգամ:

Սնդիկ-ցինկի բջիջներում օգտագործվում է ցինկ ծակոտկեն էլեկտրոդ, որի մեջ ներմուծվում է մինչեւ 10% սնդիկ `կոռոզիայից զերծ մնալու համար, և սնդիկի օքսիդի կաթոդ` խառնված գրաֆիտի հետ: Էլեկտրոլիտը 30 ... 40% KOH լուծույթ է: Էլեկտրոդների հիմնական գործընթացները նկարագրվում են հավասարումների միջոցով.

Zn + 2OH - → Zn (OH) 2 + 2e - (հետագա քայքայումով)

ցինկի հիդրօքսիդ ZnO- ին և ջրին) և

Hg + H 2 O + 2e - → Hg + 2OH -

Սնդիկ-ցինկի բջիջի լարումը կայուն է մնում մինչև ցածր հոսանքներով արտանետման ավարտը (մինչև 0,01 C N): Նման հոսանքներում կայուն լարումը ապահովվում է նույնիսկ 0 0 C- ով: Սա թույլ է տալիս նրանց օգտագործել որպես չափիչ սարքավորումների որպես հղման տարրեր: Էլեմենտները հավասարապես լավ բնութագրեր ունեն ինչպես գործող շարունակական, այնպես էլ ընդհատվող ռեժիմներում: Սնդիկ-ցինկի բջիջների արտանետման բնորոշ բնութագրերը ներկայացված են Նկար 17.7-ում:

Այս տարրերի կոտրված շղթայի լարումը 1,35 Վ է, գործառնական լարումը `1,22 ... 1,25 Վ: Գործող ջերմաստիճանի միջակայքը -30-ից +70 0 C է: Վերջնական արտանետման լարումը 0,9 ... 1,0 Վ է:

Ամենատարածվածը սնդիկի-ցինկի բջիջներն են սկավառակի նախագծման մեջ (Նկար 17.8), որոնցում ցինկի դրական էլեկտրոդը 1-ը սեղմվում է պողպատե պատյանում, իսկ բացասական (ակտիվ զանգվածը) 2-ը ՝ սեղմված կոպի մեջ: Դրանց մեջ ազատ տարածություն չկա, և ջրածինը, որը ցինկի կորոզիայի ընթացքում արձակվում է, հանվում է կնքող միջադիր 4-ով `ցրվածքով: Էլեկտրոլիտը չպետք է դուրս գա:

Սնդիկի-ցինկի մանրանկարչական բջիջները լայնորեն օգտագործվում էին լուսանկարչական սարքավորումների, էլեկտրոնային ձեռքի ժամացույցների, հաշվիչների և բժշկական սարքավորումների մեջ: Այնուամենայնիվ, սնդիկի թունավորության հետ կապված էկոլոգիական խնդիրները հանգեցրել են այդ տարրերի արտադրության ամբողջ աշխարհում դադարեցմանը: Դրանց փոխարինման համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել արծաթ-ցինկի կամ լիթիումի էլեկտրաքիմիական բջիջներ:

17.3.3 Արծաթ-ցինկի տարրեր

Արծաթ-ցինկ գալվանական բջիջներն ունեն էլեկտրական բնութագրեր սնդիկ-ցինկի բջիջների հատկություններին, կայուն արտանետման բնութագրեր բարձր աշխատանքային լարման դեպքում (1.5 Վ) և պահպանման երկար կյանք: Այնուամենայնիվ, դրանք պակաս զգայուն են ընթացիկ բեռների ավելացման նկատմամբ: Գործող ջերմաստիճանի միջակայքը 0-ից +40 0 C է: Այս տարրերն ամենաապահովն են շրջակա միջավայրի համար, բայց դրանք համեմատաբար թանկ են:

Արծաթ-ցինկի բջիջները արտադրվում են հիմնականում սկավառակի ձևավորման մեջ, և դրանց ձևավորումը նման է սնդիկ-ցինկի բջիջներին: Արծաթ-ցինկի տարրերի հիմնական կիրառումը ձեռքի էլեկտրոնային ժամացույցներն են: Հիմնական արտադրողների նման տարրերի պարամետրերը ներկայացված են Աղյուսակ 17.7-ում:

17.3.4 Zինկի օդային բջիջներ

Zինկ-օդի բջիջները հոսանքի այլ առաջնային քիմիական աղբյուրներից տարբերվում են հատուկ անցքի առկայությամբ, որը բացվում է գործարկման ընթացքում `ապահովելու համար օդի մուտքը բջիջ, որի թթվածինը օգտագործվում է որպես օքսիդիչ:

Ածխածնի էլեկտրոդները, որոնք փոփոխվել են կատալիզատորի հետ, օգտագործվում են որպես կաթոդ, որի վրա մթնոլորտային թթվածինը նվազում է: Անոդի ակտիվ նյութը ցինկն է, էլեկտրոլիտը `KOH կամ NaOH լուծույթ: Տարրի մեջ հոսանքի գեներացնող ընդհանուր արձագանքը կարելի է գրել.

Zn +1/2 H 2 O + 2OH - + H 2 O → Zn (OH) 4 2−

Երբ ցինկը լուծվում է, և լուծույթը հագեցվում է ցինկաթթվային իոններով, Zn (OH) 4 2− քայքայվում է ցինկի օքսիդի ZnO տեղումների հետ:

Նման տարրի կոտրված շղթայի լարումը 1,4 Վ է, իսկ գործառնական լարումը 1,35 Վ: Գործող ջերմաստիճանի միջակայքը + 10 ... + 40 0 ​​C է:

Մ Փոքր չափի ցինկի օդային բջիջները սկավառակի են (Նկար 17.9) և հիմնականում օգտագործվում են լսողական սարքերի համար: Անոդը պատրաստված է փոշիացված ցինկից: Կաթոդը բարակ է `պատրաստված ակտիվացված ածխածնից, մուրից և կատալիզատորից: Էլեկտրոլիտը սովորաբար կենտրոնացված է: Հատուկ թաղանթի օգնությամբ անցքը բացելուց հետո օդը հավասարաչափ բաշխվում է կաթոդի մակերեսի վրա: Էլեկտրոլիտը չի անցնում հիդրոֆորետիկ շերտի միջով: Նման տարրերը արտադրվում են 50-ից 6300 մԱ / ժամ հզորությամբ:

Պրիզմատիկ դիզայնով մանգան-օդ-ցինկ բջիջներից պատրաստված մարտկոցները նույնպես օգտագործվում են նավիգացիոն սարքավորումների շահագործման համար, օրինակ `« Լիման »կամ« Բակեն »շարքերը: