Przetwarzanie energii: kondensatory

Podobne dokumenty
Przetwarzanie energii: kondensatory

Historia elektrochemii

Ogniwa z elektrodami stałymi

Elementy Elektrochemii

Materiały elektrodowe

Parametry ogniw: napięcie ogniwa otwartego

Obwody prądu stałego. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12)Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Schemat ogniwa:... Równanie reakcji:...

Karta pracy III/1a Elektrochemia: ogniwa galwaniczne

Zasilanie układów elektronicznych - ogniwa i baterie

ELEKTRODY i OGNIWA. Elektrody I rodzaju - elektrody odwracalne wzgl dem kationu; metal zanurzony w elektrolicie zawieraj cym jony tego metalu.

Ogniwa galwaniczne. Elektrolizery. Rafinacja. Elektroosadzanie.

Wrocław dn. 22 listopada 2005 roku. Temat lekcji: Elektroliza roztworów wodnych.

Fragmenty Działu 8 z Tomu 1 PODSTAWY ELEKTROCHEMII

Parametry ogniw: napięcie ogniwa otwartego

ELEKTROCHEMIA CIAŁA STAŁEGO

IV A. Reakcje utleniania i redukcji. Metale i niemetale

IV. Reakcje utleniania i redukcji. Metale i niemetale

Elektrochemiczne źródła energii

Materiały katodowe dla ogniw Li-ion wybrane zagadnienia

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki prądowo- napięciowej elektrolizera typu PEM,

Budowa i zasada działania akumulatora

Budowę ogniwa galwanicznego opiszemy na przykładzie ogniwa glinowo- -srebrowego, które przedstawiono na Rysunku 1.

PODSTAWY KOROZJI ELEKTROCHEMICZNEJ

Elektrolity wykazują przewodnictwo jonowe Elektrolity ciekłe substancje rozpadające się w roztworze na jony

INDEKS ALFABETYCZNY CEI:2004

OBWODY PRĄDU STAŁEGO. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Materiały do zajęć dokształcających z chemii nieorganicznej i fizycznej. Część V

Jon w otoczeniu dipoli cząsteczkowych rozpuszczalnika utrzymywanych siłami elektrycznymi solwatacja (hydratacja)

POWTÓRKA Z ELEKTROCHEMII

OGNIWA GALWANICZNE I SZREG NAPIĘCIOWY METALI ELEKTROCHEMIA

Fe +III. Fe +II. elektroda powierzchnia metalu (lub innego przewodnika), na której zachodzi reakcja wymiany ładunku (utleniania, bądź redukcji)

Elektrochemia - szereg elektrochemiczny metali. Zadania

Materiały w bateriach litowych.

Wyciskamy z cytryny... prąd elektryczny. Wpisany przez Administrator środa, 04 lipca :26 -

Cel ogólny lekcji: Omówienie ogniwa jako źródła prądu oraz zapoznanie z budową ogniwa Daniella.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Elektrochemia. Reakcje redoks (utlenienia-redukcji) Stopień utlenienia

Ć W I C Z E N I E N R E-4 POMIAR SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ I OPORU WEWNĘTRZNEGO AKUMULATORÓW METODĄ KOMPENSACJI

Wiadomości do tej pory

MODUŁ. Elektrochemia

NIEZWYKŁE ŹRÓDŁA PRĄDU

Źródła siły elektromotorycznej = pompy prądu

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo Paliwowe PEM

WYKŁAD 13 Przewodnictwo roztworów elektrolitów. Konduktometria nanotechnologia II rok 1

4. OGNIWA GALWANICZNE 1

TŻ Wykład 9-10 I 2018

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Możliwości magazynowania energii elektrycznej z OZE

Podstawowe pojęcia 1

Laboratorium odnawialnych źródeł energii. Ćwiczenie nr 5

Pytania przykładowe na kolokwium zaliczeniowe z Podstaw Elektrochemii i Korozji

ELEKTROGRAWIMETRIA. Zalety: - nie trzeba strącać, płukać, sączyć i ważyć; - osad czystszy. Wady: mnożnik analityczny F = 1.

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au

Ogniwo paliwowe typu PEM (ang. PEM-FC)

NAPIĘCIE ROZKŁADOWE. Ćwiczenie nr 37. I. Cel ćwiczenia. II. Zagadnienia wprowadzające

Podstawy elektrochemii i korozji

Nowoczesne akumulatory do zastosowań w transporcie i energetyce

SZEREG NAPIĘCIOWY METALI OGNIWA GALWANICZNE

ELEKTROCHEMIA. Wykład I

Elektroliza - rozkład wody, wydzielanie innych gazów. i pokrycia galwaniczne.

wykład 6 elektorochemia

Ogniwa galwaniczne i paliwowe

SZEREG NAPIĘCIOWY METALI OGNIWA GALWANICZNE

Katedra Inżynierii Materiałowej

Reakcje utleniania i redukcji

Podstawy elektrochemii

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Technologia ogniw paliwowych w IEn

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

OCHRONA PRZED KOROZJĄ

To jest. Ocena bardzo dobra [ ] energetycznych. s p d f. Ocena dobra [ ] izotopowym. atomowych Z. ,, d oraz f.

Ogniwa paliwowe FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ. Wykorzystanie wodoru jako nośnika energii

Czy prąd przepływający przez ciecz zmienia jej własności chemiczne?

12.7 Sprawdzenie wiadomości 225

Wytyczne techniczne dla baterii i akumulatorów w zakresie ich podlegania przepisom ustawy z dnia 24 kwietnia 2009 r. o bateriach i akumulatorach (Dz.

Scenariusz lekcji z podstaw elektrotechniki i elektroniki prowadzonej w klasie I zasadniczej szkoły zawodowej w zawodzie monter elektronik

ELEKTROLIZA. Oznaczenie równoważnika elektrochemicznego miedzi oraz stałej Faradaya.

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 2 Temat: Wyznaczenie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya.

Część 3. Magazynowanie energii. Akumulatory Układy ładowania

Zestaw do doświadczeń z elektrochemii [ BAP_ doc ]

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

1. Kryształy jonowe omówić oddziaływania w kryształach jonowych oraz typy struktur jonowych.

Akademickie Centrum Czystej Energii. Ogniwo paliwowe

Prąd elektryczny 1/37

NOWOCZESNE ŹRÓDŁA ENERGII

LiVO 2 materiał elektrodowy dla ogniw Li-ion

ELEKTROCHEMIA. Podstawy

EKO HARPOON Recykling Sp. z o.o.

Reakcje utleniania i redukcji. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

Akumulatory i nie tylko...

JEDNOKOMOROWE OGNIWA PALIWOWE

10. OGNIWA GALWANICZNE

PL B1. Sposób i układ do odzyskiwania energii elektrycznej z ogniwa elektrochemicznego, zwłaszcza pierwotnego

SOFC. Historia. Elektrochemia. Elektroceramika. Elektroceramika WYKONANIE. Christian Friedrich Schönbein, Philosophical Magazine,1839

10. OGNIWA GALWANICZNE

UZUPEŁNIENIE DO WYKŁADÓW

Transkrypt:

Przetwarzanie energii: kondensatory Ładując kondensator wykonujemy pracę nad ładunkiem.

Przetwarzanie energii: ogniwa paliwowe W ogniwach paliwowych następuje elektrochemiczne spalanie paliwa. Energia procesu utleniania jest zamieniana w energię elektryczną.

Przetwarzanie energii: ogniwa galwaniczne Ogniwa galwaniczne mogą zarówno wytwarzać energię elektryczną (na skutek reakcji na elektrodach) jak i gromadzić energię w procesie ładowania odwrócenie reakcji na elektrodach.

Historia ogniw Luigi Galvani (1791): elektryczność zwierzęca

Historia ogniw Alessandro Volta (około 1800r): weryfikacja doświadczeń Galvaniego Umieszczenie dwóch różnych metali w elektrolicie może wywołać przepływ prądu elektrycznego. Stos Volty płytki cynkowe i srebrowe, lub cynkowe i miedziane, zanurzone w roztworze soli.

Ogniwo elektrochemiczne Ogniwo galwaniczne zachodzi reakcja samorzutna. Elektrony są oddawane anodzie (utlenianie) i pobierane z katody (redukcja) elektroda dodatnia. Ogniwo elektrolityczne (elektrolizer) zewnętrzne źródło wymusza ruch elektronów. Redukcja zachodzi na katodzie (podłączonej do bieguna ujemnego źródła), utlenianie na anodzie

Ogniwo elektrochemiczne Daniella Anoda (-) Katoda (+) utlenianie redukcja

Szereg napięciowy

Potencjał standardowy Ogniwo służące do wyznaczania potencjałów standartowych: półogniwo wodorowe i półogniwo badane.

Pokrycia galwaniczne

Ogniwa elektrochemiczne

Parametry ogniwa i ich opis Napięcie na zaciskach ogniwa otwartego jest wyższe niż napięcie ogniwa pod obciążeniem. Różnica jest powodowana spadkiem napięcia na oporze wewnętrznym ogniwa. Połączenie szeregowe ogniw pozwala uzyskać wyższe napięcie. Połączenie równoległe pozwala uzyskać wyższe natężenie prądu przy stałym napięciu. Największa moc wydziela się w zewnętrznym obwodzie, kiedy opór obciążenia jest zbliżony do oporu źródła.

Ogniwo Leclanchego cynkowo-węglowe 1 zacisk dodatni (+) 2 - pręt grafitowy 3 - cynkowy pojemnik 4 - tlenek manganu(iv) 5 - wilgotna pasta chlorku amonu (elektrolit) 6 zacisk ujemny (-) Dodanie chlorku cynku do elektrolitu pozwala na uzyskanie SEM około 1.5V Tanie w produkcji Podczas rozładowania wzrasta opór wewnętrzny Wycieki elektrolitu i degradacja przy przechowywaniu

Ogniwo alkaliczne SEM zbliżone jak w bateriach kwasowych (1.5V) Pojemność energetyczna około 3 razy większa (3000 mah dla AA) Dłuższy czas użytkowania Pojemność zależna od wartości prądu Wycieki elektrolitu niszczą aluminium katoda: 2 MnO 2 + H 2 O + 2 e Mn 2 O 3 + 2 OH anoda: Zn + 2 OH Zn(OH) 2 + 2 e reakcja całkowita: 2 MnO 2 + H 2 O + Zn Mn 2 O 3 +Zn(OH) 2

Ogniwa niklowo kadmowe/wodorkowe Ogniwo wielokrotnego ładowania NiCd: -zasadowy tlenek niklu NiOOH - metaliczny kadm Napięcie: około 1.2V. Odporne na niekorzystne warunki użytkowania, trwałe (do 20 lat). Do 1000 cykli ładowania. Występuje efekt pamięci Ogniwo wielokrotnego ładowania NiMH: - zasadowy tlenek niklu NiOOH - stopy metali (m. in. wanad, tytan, cyrkon, nikiel, chrom, kobalt, żelazo) o strukturze porowatej możliwość uwalniania wodoru podczas rozładowania, a wiązania w trakcie ładowania. Katoda: NiO(OH) + H 2 O + e Ni(OH) 2 + OH Anoda: MH + OH M + H 2 O + e Większość modeli samochodów hybrydowych wykorzystuje ogniwa NiHM

Ogniwa kwasowo-ołowiowe Akumulator kwasowo-ołowiowy Anoda - utlenianie Katoda- redukcja Siarczan ołowiu IV

Baterie typu Li-ion

Baterie typu Li-ion Potencjał w odniesieniu do litu gęstość energii

Budowa baterii Li-ion

Baterie Li-ion z elektrolitem polimerowym Anoda: Lit metaliczny bądź materiał interkalowany Katoda: LiCoO 2 lub LiMn 2 O 4 Elektrolit:Sól zdysocjowana w matrycy polimerowej, elektrolit żelowy lub polimer w soli Źródło: strona internetowa SONY Bezpieczeństwo pracy i możliwość uzyskania dowolnych kształtów baterii Baterie w postaci rolki folii (3M) Baterie Li-ion o czasie ładowania rzędu 3 minut (Toshiba, marzec 2005)

Baterie Li-ion: materiały katodowe

Baterie Li-ion: materiały katodowe Materiały elektrodowe mają mieszane przewodnictwo: - jonowe umożliwia proces interkalacji i deinterkalacji - elektronowe umożliwia wymianę elektronów

Baterie Li-ion: materiały anodowe Najczęściej stosowanym materiałem anodowym jest grafit. Lit może również ulegać interkalacji w tlenkach krzemu lub tytanu.

Baterie Na-ion Malejące zasoby litu mogą spowodować nieopłacalność produkcji ogniw Li-ion. Technologie i materiały sprawdzone dla ogniw Li-ion znajdują zastosowanie w produkcji ogniw sodowych

Baterie Na-ion

Wymagania użytkowe baterii

Zastosowania ogniw Li-ion Korzystny stosunek zgromadzonej energii elektrycznej do masy Brak efektu pamięci Możliwość ładowania obciążonej baterii Niewielki efekt samorozładowania (5% miesięcznie w porównaniu z 20% dla NiCd) Niezależnie od ilości cykli ładowania/rozładowania występuje degradacja starzeniowa Efekt degradacji występuje w przypadku całkowitego rozładowania, jak i długiego przechowywania baterii całkowicie naładowanej Lit jest silnie reaktywny, co stwarza zagrożenie w przypadku uszkodzenia