Akud ja Kuivelemendid (2)

3 HALB

Akud ja Kuivelemendid
REFERAAT
02.03.2008
SISUKORD
1...................................................................................Tiitel Leht
2....................................................................................Sisukord
3...........................................................................................Akud
3....................................................................Kuidas aku töötab
3...................................................... Primaar - ja Sekundaarelemendid
4............................................................................................Aku ehitus
4....................................................................................................Anum
5....................................................................................................Võred
5..........................................................................Aktiivainega katmine
6.........................................................................................Seperaatorid
6............................................................................................Elemendid
7.................................................................................. Akude laadimine
8 ...............................................................................Aku laetavuse test
9.................................................................................Akude omadused
9..................................................................................Akude mahtuvus
10.............................................................................Leclanché element
10........................................................................Galvaanielemendid
11..........................................................................Volta element
12........................................................................Kütuseelement
14...............................................................Kasutatud kirjandus
AKUD
Akud on elektriseadmed , mis on ette nähtud elektrienergia salvestamiseks selle hilisema kasutamise eesmärgil. Elektrolüüdi tüübi järgi jagatakse akud kahte suurde rühma: happeakud ja leelisakud.
KUIDAS AKU TÖÖTAB
Kui panna kaks elektrit juhtuvat materjali (elektroodi) elektrit juhtivasse lahusesse (elektrolüüti), saab üks neist pluss- ja teine miinuslaengu. Elektroodide elektrolüüdist kõrgemale ulatuvaid otsi nimetatakse pluss ja miinusklemmideks ning kogu komplekti nimetatakse elemendiks . Klemmide juhtmetega ühendamisel tekib selles plussklemmilt miinusklemmile suunatud elektrivool .
Klemmidevaheline potentsiaalide erinevus ehk elektriline pinge sõltub elektroodide ja elektrolüüdi materjalist ja seda mõõdetakse voltides.
PRIMAAR- JA SEKUNDAARELEMENDID
PRIMAARELEMENDID
Taskulambi patarei kooseneb elemendi keskel paiknevast plusslaenguga süsinkvardast ja geeljat ammooniumikloriid elektrolüüti sisaldavast miinuslaenguga tsinkkonteinerist. Elemendi potentsiaal on ligikaudu 1,5 volti . Kasutamisel hakkab tsink aeglaselt voolu tootmise käigus lahustuma ja kui see või ammooniumkloriid on otsas, siis vool lakkab ja element tuleb ära visata . Niisuguseid elemente nimetatakse primaarseteks ehk mittelaetavateks.
SEKUNDAARELEMENDID
Plii-happe element kuulub rühma, mida nimetatakse sekundaarseks ehk laetavaks. Siis on plusselektroodiks plii- oksiid , miinuseelektroodiks käsnplii ja elektrolüüdiks lahjendatud väävelhape. Tühjenemise käigus tekib elektrivool, pluss- ja miinuselektrood muunduvad plii-sulfaadiks ja seovad lahusest väävelhapet, redutseerides elektrolüüdi veeks . Erineval taskulambipatareist on plii-happe element pööratav ja seda saab tagasi esialgsesse olekusse viia, kui lasta läbi elemendi rektsioonid , mille käigus plaatidele ladestunud plii- sulfaat muundatakse taas selle aktiivseteks koostisosadeks ja väävelhape tagastatakse elektrolüüti.
Plii-happe akude potentsiaal on suurusest olenemata ligikaudu 2 volti. Suurematel elementidel on suurem mahutavus ja võrreldes väiksemate elementidega toodavad nad kas pikemat aega sama tugevat vooli või sama aja jooksul tugevamat voolu. Suurema pinge saamiseks võib elemendid ühendada järjestikku (st ühe elemendi miinusklemm järgmise elemendi plussklemmiga). Niiviisi saadakse kolme elemendi järjestikku ühendades elementide „akupatarei”, Mille nimioingeks on 6 volti. Samamoodi annab kuus järjestikku ühendatud elementi tulemuseks 12 voldise aku.
AKU EHITUS
ANUM
Kohalik toodang – polüpropüleenist (kasutatakse värsket ja ringlusmaterjali) – vastupidav – kuuma- ja külmakindel – happe toimele vastupidav

Elemendid on üksteisest täielikult iselooeritud
Sisseehitatud sademepüüdur vähendab eraldunud materjalist tingitud lühiseid

VÕRED
Puhas plii on võrematerjaliks liiga pehme, seetõttu on seda tugevdamise eesmärgil legeeritud väikese antimonikogusega. Suureks tehniliseks edusammuks on see, et hübriidakude miinusplaadid koosnevad plii ja kaltsiumi sulamist.

Võrede ülesandeks on olla aktiivse materjali tugiraamistikuks ja juhtida samal ajal voolu.
Vähest hooldust vajavates akudes kasutatakse väikese antimonisisaldusega sulameid (alla 2 % ). See vähendab gaaside eraldumist. Hooldusvabades akudes on vähe antimoni, kuid erandjuhtudel tuleb neile siiski vett lisada.
Võre ehitus võib olla erinev, kuid üldiselt pannakse rohkem metalli kohtadesse , kus voolu tihedus on suurim.

AKTIIVAINEGA KATMINE
Pluss- ja miinusplaadid saadakse nende võrede katmise teel pliioksiidist, väävelhappest ja veest koosneva „ mudase” seguga .

Kiudlisandid lisavad kohesiooni (sidusust), mis hoiab aktiivset materjali valatud „võre” küljes.
Miinusplaadi aktiivainele lisatakse täidist, mis väldib miinuslaenguga materjali kokkutõmbumist ja üleminukut tihedasse inertsesse olekusse, mis takistaks normaalseks talitluseks vajaliku pideva keemilise reaktsiooni toimumist, s.t. täidis houab plaadid urbsena.
Aktiivaine kantakse peale mehhaaniliselt. Seejärel läbivad plaadid konveieril kiirkuivatusahju, kus nende pind kuivatakse, et vältida nende kokkukleepumist.
Plussplaadid on nüüd rohelised/ kollased .
Miinusplaadid on täidis- ja sideainete tõttu kergelt hallid.
Plaatidel lastakse pakkidena 2 päeva kontrollitud temperatuuri ja niiskusega keskkonnas kuivada. Kuivamisel muutuvad plaadid keemiliselt sabiilseks. Toimub eksotermiline reaktsioon , mille käigus aktiivaines sisalduv vaba plii muungub pliioksiidiks.

SEPERAATORID
Lühiste vältimiseks ümbritsevad plussplaate õhukesed poorsed isoleerivate omadustega lehed.

Väikesed poorid võimaldavadelektrolüüdil separaatorite ümber ja läbi nende liikuda .
Ribid lasevad gaasimullidel pinnale tõusta. Et plussplaat vajab töötamiseks 1,6 korda rohkem elektrolüüti kui miinusplaat, on ribid suunatud plussplaadi poole.
Kõige sagedamini kasutatakse ümbrisseparaatoreid, mille korral vastasmärgiga plaate ümbritseb kuumtihendatud polüetüleenkest. See on mitmete eelistega tehnoloogiline läbimurre.

ELEMENDID

Erineval arvul plaate ja separaatoreid sisalduvad plokid pannakse kokku ja plaadikõrvad ühendatakse keevitamise teel, moodustades pakid, mida nimetatakse elementideks.
Tavaliselt on elemendi kummaski otsas miinusplaat (standardsuhe). Kui otsplaatideks on plussplaadid, nimetatakse akud päärdsuhtega akuks.
Klemmipüstikud moodustatakse esimese ja viimase elemendi juures.
Kõrgepingetestid tehakse kõigile elementidele.
Rohkem plaate = suurem pind = suurem mahtuvus = parem käivitusvõime.
Elemendid pannakse anumasse ja keevitatakse läbi elementide vaheseintes olevate avade järjestikku kokku selliselt , et saadakse madalaima takistusega tee. Avaahela pinge on 2,1 volti ühe elemendi kohta, sõltumata selle suurusest.
Kate koos eelnevalt valatud püstikutega ühendatakse kuummenetluse teel anumaga ja seejärel kontrollitakse suruõhu avil lekete esinemist .
Lõpuks kaetakse mõlemad püstikud sulapliiga, millest moodustuvad klemmid .

AKUDE LAADIMINE
Akusid on vaja peaaegu alati enne kasutamist laadida , sest akud tühjenevad nii kasutamisel kui ka seismisel . Akude isetühjenemiseks võib arvestada umbes 1% päevas 20° C juures.
Kõrgemal temperatuuril isetühjenemine suureneb ja lakkab 0° C juures ning madalamatel temperatuuridel. Tavalisi akusid ning uusi kiirlaadimisakusid laaditakse vooluga, mille tugevus on ligikaudu kümnendik tema nimimahutavusest. Näiteks 700 mAh mahutavusega akusid oleks sobiv laadida 70 mA suuruse vooluga. Samas aga lubatakse kiirlaadimisakusid laadida vooluga, mille väärtus on kahekordne Samas aga soovitatakse rohkem kui nädala kasutamatult seisnud kiirlaadimisakusid esimest korda laadida normaalse vooluga. Jälgi akul olevaid kirjasid hoolega.aku nimimahutavus. Seega võiks 1400 mAh akusid laadida kuni 2,8 A vooluga.
Mingi aja jooksul akusid laadides saavad akud ka kunagi täis. Tugeval ülelaadimisel võivad akud lõhkeda. Seega on vaja laadimisprotsessi kontrollida ja täis akude puhul laadimine lõpetada.
Hea automaatlaadija lõpetab laadimise ise, kuid kui sellist laadijat pole, tuleb endal kontrollida, millal akud täis on saanud. Kui on teada, et aku on viimasel kasutamisel päris tühjaks saanud võib laadimiseks vajaliku aja ligikaudselt välja arvutada teades laadimisvoolu tugevust ja aku mahutavust. Samuti võib kontrollida pinget aku otstel laadimise ajal. Täis aku puhul on ühe akupurgi pinge umbes 1,45V. Seega on neljapurgilise vastuvõtja aku pinge täis aku puhul umbes 5,8V.
Võttes akud laadimast ära pinge natuke langeb ja jääb siis püsima 5,5V juurde. Aku kasutamisel hakkab pinge tasapisi langema . Aku on tühi, kui pinge on langenud 1,1 voldini purgi kohta koormuse all mõõdetuna .Alla 1,1V purgi kohta ei tohikski lasta pingel langeda, sest päris tühjal akul võib polaarsus muutuda. Edasi võib olla juba raske akut uuesti laadida ja enamusel juhtudest see tüüpiliselt ei õnnestu..
Kiirlaadimise akude puhul võib numbrilise näiduga voltmeetriga laadimist kontrollides märgata, et ühel hetkel pinge enam ei kasva, vaid hakkab pisut kahanema . Siis on need akud täis.
Aastate jooksul akud vananevad ja mahtuvus väheneb. Alati on mahtuvuse taastamisel mõningal määral abi aku treeningtsüklist. See tähendab, et akut laetakse-tühjendatakse mõned korrad . Ka uus aku võib vajada treenimist.
Tavalisi patareisid, mida saab osta pea igast poest, on lihtne kasutada. Akude puhul on asi veidi keerulisem. Õige valik ja kasutamine aitab kokku hoida hulga raha ja närvikulu. Et oleks lihtsam orienteeruda, võrreldakse siin enamlevinuimaid ehk AA tüüpi akusid.
GP akusid on kolme klassi:

nikkel -kaadmium (lühend akul Ni-Cd)
nikkel-metallhüdriid (lühend akul Ni-MH)
liitium- ioon (lühend akul Li-Ion)

Rohkem toodetakse tänapäeval Ni-MH akusid, kuna nende mahtuvus on suurem. 99% seadmetes , mis on ettenähtud 1,5V patareidele, saab kasutada ka akusid pingega 1,2V.
AKU LAETAVUSE TEST
AKUDE OMADUSED
Ni-Cd akude plussid ja miinused:
+ väiksem sisetakistus , seega talub suuremat voolu
+ talub suuremat temperatuuri kõikumist
+ hind on odavam
- väiksem mahtuvus
- loodusele ohtlike jäätmete sisaldus (kaadmium)
Ni-MH akud:
+ suur mahtuvus
+ loodussõbralikkus
- kallim hind
Akude mahtuvus, eluiga, kasulikkus tarbijale ja kasutamine.
Ni-Cd akude mahtuvus jääb vahemikku 700 kuni 1800 mAh, Ni-MH akudel 1300 kuni 2000 mAh. GP akule on trükitud minimaalne mahtuvus, mida see aku välja andma peab, tegelikkuses on keskmine mahtuvus ca 10% suurem. Seega näiteks 1600 mAh mahtuvusega aku tegelik mahtuvus on ca 1800mAh. Võrdluseks: tavalise alkaalse patarei mahtuvus on ca 3000mAh.
Akude eluiga on 1000 laadimistsüklit, iga laadimine on üks tsükkel. On ka ajaline limiit: ca 5 aastat.
Akusid soovitatakse kasutada suure voolutarbimisega seadmetes: pleierid, mänguautod, fotoaparaadid jne. Digitaalsete fotoaparaatide (digikaamera) kohta tooks esile, et patareid kestavad digikaamerates märgatavalt vähem, kui akud. Võimsamad akud kestavad kuni viis korda kauem kui ükskõik milline alkaalne patarei. Kokkuhoidu akude kasutamises iseloomustab ilmekalt järgmine näide: kui tarbida nädalas neli patareid hinnaga ca 8 krooni, siis akusid kasutades olete säästnud akude eluea lõppedes ca 2500 krooni.
Probleemid:
Akud on isetühjenevad, kui akusid ei kasutata, siis aku tühjeneb ca 1% päevas. Seetõttu võivad kaua riiulil seisnud akud olla tühjad.
Kui akud on seisnud kasutamata üle kolme kuu, võivad nad ”magama jääda”, st akude laadijasse panekul ei hakka nad kohe laadima. "Magama jäänud" akusid tuleb lihtsalt hoida laadijas, mõne aja möödudes hakkab laadimine tööle.
Intensiivsel kasutamisel akude mahtuvus väheneb. See on loomulik. Pideval kasutamisel väheneb mahtuvus esimese aasta lõpuks ca 25% kuni 30%, teise aasta lõpuks kuni 50%.
GP akudel ei esine ”mäluefekti”. Mäluefekt seisneb selles, et eelnevalt mitte päris tühjaks saanud aku laadimisel saab kasutada ainult akusse viimati salvestatud energiat.
Kui akude mahtuvus on märgatavalt vähenenud, tasub mõelda uute akude soetamisele. Vanu akusid ei tohi visata prügikasti vaid paigutada selleks ettenähtud kogumiskastidesse.
KUIVELEMENDID
Leclanché element
Leclanché element on prantsuse keemiku Georges Leclanché järgi nimetatud galvaanielement, mille positiivne elektrood on valmistatud mangaan (IV)oksiidist, millele on lisatud grafiiti ja tahma. Negatiivne elektrood on valmistatud tsingist. Elektrolüüdiks on ammooniumkloriidi või mõne muu kloriidi vesilahus, mis on kuivelementides paksendatud tärklisega.
Leclanché elementide algpinge on 1,4...1,6 V ja lõpppinge, millel säilib töövõime, on 0,7...0,9 V.
Leclanché element on odavaim , hõlpsasti säilitatav ja transporditav, ei nõua erihooldust ning elemendid on alati töövalmid vooluallikana. Neid kasutatakse raadioaparatuuri ja autonoomselt töötavate mõõtmisjaamade toiteks.

Galvaanielemendid

Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks. Tänapäeval on galvaanielementidest kasutusel põhiliselt kuivelemendid, milles elektrolüüt (keemiline ühend, mis juhib elektrit, lagunedes ise selle toimel (VSL, 1983:168)) on pasta kujul. Kuivelementide hulka kuuluvad näiteks Danielli-Jacobi, Grené, Volta ja Leclanche’i element. Lähemalt tutvustan neist kaht viimast.

Volta element

Huvitava loo uuele teadusharule – elektrokeemiale, aluse pannud Volta elemendist jutustavad L. Vlassov ja D. Trifonov oma raamatus „Huvitavat keemiast ”.
„Esimesel pilgul veidrana paistva tegevuse oli enesele leidnud soliidne mees, kellesse kõik tuttavad suhtusid suure lugupidamisega .
Algul valmistas ta väikesi metallkettaid materjalist ja immutas neid soolveega. Lõpuks hakkas ta valmistatud kettaid üksteise peale laduma nagu püramiidi ehitav laps. Tõsi küll, seejuures pidas ta kinni kindlast järjekorrast: vaskketas – poorne ketas – tsinkketas. Üks ja sama ketaste kombinatsioon kordus palju kordi . Seni, kuni laotud sammas veel püsti seisis .
Kui mees seejärel niiskete sõrmedega oma originaalse ehitise alust puudutas, tõmbas ta käe otsekohe ära. Ta sai, nagu öeldakse, tugeva elektrilöögi.
Nõnda leiutas kuulus itaalia füüsik Alessandro Volta 1800. aastal galvaanielemendi – keemilise elektrivoolu allika. Elektrivool tekkis „Volta sambas” keemiliste reaktsioonide tagajärjel.See oli uue teadusharu – elektrokeemia sünd.Teadlased said oma käsutusse seadme, mis võimaldas pika aja vältel elektrivoolu tekitada. Vool katkes siis, kui „Volta sambas” lakkasid keemilised protsessid. Huvitav oli selgitada, missugust mõju avaldab elekter ühele või teisele ainele. Inglise arst Carlyle ja insener Nicholson valisid uurimisobjektiks vee. Tol ajal oli keemikutel juba küllalt alust väita, et vesi koosneb vesinikust ja hapnikust. Lõplikku katselist kinnitust aga ei olnud sellele oletusele seni õnnestunud saada.
Teadlased kasutasid 17 Volta elemendist koosnevat elektripatareid. See andis väga tugevat voolu. Ja selle mõjul algas vee tormiline lagunemine kaheks gaasiks – vesinikuks ja hapnikuks. Ainete sellist lagunemist elektrivoolu toimel nimetatakse elektrolüüsiks. Kümneid ja kümneid, vasest ja tsingist. Seejärel lõikas ta samasuguseid kettaid poorsest
Kütuseelement
Kütuseelement on elektrokeemiline energia muundamisseade, mis toodab elektrit ja kõrvalproduktina soojust.
Kütuselemendi kütuseks on vesinik või vesinikku sisaldavad ained. Kui kütusena kasutada puhast vesinikku, siis on protsessi ainsateks kõrvalproduktideks soojus ja puhas vesi. Alljärgnevalt ongi illustreeritud puhtal vesinikul töötava kütuseelemendi töö põhimõte.
Kütuseelement koosneb kolmest põhiosast: anood , katood ja elektrolüüt. Anood ja katood on suure poorsusega materjalidest , millest gaasid läbi pääsevad. Sõltuvalt kütuseelemendi tüübist juhib anoodi ja katoodi vahel paiknev elektrolüüt kas hapniku ioone katoodilt anoodile või prootoneid anoodilt katoodile. Et protsess tasakaalustuks, liiguvad elektronid välist vooluringi mööda anoodilt tagasi katoodile, tekitades elektronide voo ehk elektri. Elektroodides toimuvate elektrokeemiliste protsesside ja elektrolüüdi takistuse tõttu tekib ka soojus.
Puhta vesiniku saamine ja kasutamine on täna veel liiga kulukas ning praktikas kasutatakse kütuseelemendis erinevaid vesinikku sisaldavaid aineid nagu maagaas, bensiin, metanool jne. Paraku tekib nende ainete kasutamisel kütuselemendis ka jääkaineid, kuid oluliselt vähem kui tavapärase elektritootmise puhul.
Kuna kütuseelemendis muundatakse keemiline energia otse elektrienergiaks, jättes vahele tavapärased põlemis- ja mehhaanilised protsessid, siis on kütuseelemendi kasutegur võrreldes tänapäeval kommertskasutuses olevate seadmetega tunduvalt suurem. Teoreetiliselt ei ole võimalik elektrit efektiivsemalt toota.
Tavapärasel elektritootmisel võib kasutegur olla vahemikus 15-30%. Kütuseelemendis elektri tootmisel ulatub kasutegur 60-70%-ni. Kasutades protsessi jääksoojust kütte- või jahutussüsteemides, on kogu süsteemi kasutegur üle 90% .
Kui kütuseelemendis kasutada kütusena vesinikku, on ainsaks "põlemisjäägiks" puhas vesi. Isegi süsinikku sisaldavate kütuste kasutamisel kütuselemendis on CO2 (süsinikdioksiidi ehk nn kasvuhoonegaasi) jäägid tavapäraste põlemisprotsessidega võrreldes 40-60% väiksemad. Oluliselt väheneb inimesele kahjulike lämmastik- ja vääveloksiidide ning tahkete osiste emissioon . Tänu kütuseelemendi suurele kasutegurile on võimalik ohjeldada tänast fossiilsete kütuste raiskamist ning oluliselt vähendada keskkonna saastamist.
Portatiivne kütuseelement
Kütuseelemendiseadet on võimalik installeerida kuhu vaja, vastavalt tarbija soovidele. Elekter ja soojus on alati käepärast, ülekandevõrkudest sõltumata. Nii suureneb oluliselt elektrivarustuse kindlus ja paraneb kvaliteet. Kütuseelemendiseadmes puuduvad praktiliselt liikuvad osad, seetõttu töötab ta peaaegu hääletult ja nõuab väga vähe hooldust.
Aktiivne tegevus kütuseelemendi kommertsialiseerimiseks algas 1990. aastate teisel poolel. Arengut soodustas muutunud olukord energeetikaturul, mis hakkas tekitama aina tungivamat vajadust uute, keskkonnasõbralike ja varustuskindlate energiatehnoloogiate järele. Tänaseks on olemas erinevad kütuseelemendiseadmete testmudelid ja prototüübid, mida katsetatakse pilootprojektides. Masskasutuseks on kütuseelemendid täna veel liiga kallid. Et muutuda konkurentsivõimeliseks olemasolevate energiatehnoloogiatega, tuleb kütuseelemendiseadme hinda umbes 3-4 korda vähendada.
KASUTATUD KIRJANDUS

.DOC Laadi alla originaalfail 15 lk · .doc · 173 allalaadimist

5 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 5 punkti.

~ 15 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2008-03-16 Kuupäev, millal dokument üles laeti

173 laadimist Kokku alla laetud

2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

IceDragon Õppematerjali autor

Referaat koos piltidega ;)

seperaatorid elemendid galvaanielemendid kütuseelement

Kasutatud allikad

https://www.google.ee

Sarnased õppematerjalid

doc

Akud ja Kuivelemendid

Akud ja Kuivelemendid AKUD Akud on elektriseadmed, mis on ette nähtud elektrienergia salvestamiseks selle hilisema kasutamise eesmärgil. Elektrolüüdi tüübi järgi jagatakse akud kahte suurde rühma: happeakud ja leelisakud. KUIDAS AKU TÖÖTAB Kui panna kaks elektrit juhtuvat materjali (elektroodi) elektrit juhtivasse lahusesse (elektrolüüti), saab üks neist pluss- ja teine miinuslaengu. Elektroodide elektrolüüdist kõrgemale ulatuvaid otsi nimetatakse pluss ja miinusklemmideks ning kogu komplekti nimetatakse elemendiks. Klemmide juhtmetega ühendamisel tekib selles plussklemmilt miinusklemmile suunatud elektrivool.

Füüsika

pptx

LAEVA ELEKTRIAKUD 2

ENIMKASUTATAVAD AKUMULAATORID PLII- e. HAPPEAKUD - nn. ,,MÄRJAD" AKUD VÄÄVELHAPPE LAHUSEGA TÄIDETUD PLIIAKUD - AGM AKUD (KLAASVILLMATTIDESSE IMENDUNUD ELEKTROLÜÜDIGA AKUD) - GEELAKUD (GEELELEKTROLÜÜDIGA AKUD) NIKKEL KAADMIUMAKUD (NiCd) NIKKEL METALLHÜDRIITAKUD (NiMH) LIITIUM IOONAKUD (Li - ion) LEELISAKUD (FeNi - KOH-elektrolüüdiga) ELEKTRIAKUMULAATOR ÜLDISELT Elektriakumulaator ehk elektriaku on korduvalt laetav ja kasutatav keemiline alalisvoolu seade elektrienergia salvestamiseks ja taaskasutamiseks.

Kategoriseerimata

doc

Keemilised Vooluallikad

On olemas ka kütuseelemendid, mida võib käsitleda galvaanielementide erijuhtumina. (Timotheus, 1999:259) 1.1. Galvaanielemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks. (Karik, Palm, Past, 1981:209) Tänapäeval on galvaanielementidest kasutusel põhiliselt kuivelemendid, milles elektrolüüt (keemiline ühend, mis juhib elektrit, lagunedes ise selle toimel (VSL, 1983:168)) on pasta kujul. (Timotheus, 1999:259) Kuivelementide hulka kuuluvad näiteks Danielli-Jacobi, Grené, Volta ja Leclanche'i element. Täpsemalt seletan neist kaht viimast. 1.1.1. Volta element Huvitava loo uuele teadusharule elektrokeemiale, aluse pannud Volta elemendist jutustavad L. Vlassov ja D. Trifonov oma raamatus ,,Huvitavat keemiast".

Keemia

doc

Keemilised vooluallikad

On olemas ka kütuseelemendid, mida võib käsitleda galvaanielementide erijuhtumina. (Timotheus, 1999:259) 1.1. Galvaanielemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks. (Karik, Palm, Past, 1981:209) Tänapäeval on galvaanielementidest kasutusel põhiliselt kuivelemendid, milles elektrolüüt (keemiline ühend, mis juhib elektrit, lagunedes ise selle toimel (VSL, 1983:168)) on pasta kujul. (Timotheus, 1999:259) Kuivelementide hulka kuuluvad näiteks Danielli-Jacobi, Grené, Volta ja Leclanche’i element. Lähemalt tutvustan neist kaht viimast. 1.1.1. Volta element Huvitava loo uuele teadusharule – elektrokeemiale, aluse pannud Volta elemendist jutustavad L. Vlassov ja D. Trifonov oma raamatus „Huvitavat keemiast”.

Keemia

doc

Keemilised vooluallikad

Galvaanelemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks.Tänapäeval on galvaanielementidest kasutusel põhiliselt kuivelemendid, milles elektrolüüt on pasta kujul. kuivelemente kasutatakse patareidena taskulapmides, raadiotes, elektronkellades ja mujal. kuivelemendid on mõeldud ühekordseks kasutamiseks. nad töötavad niikaua, kuni jätkub reageerivaid aineid. Kuivelementide hulka kuuluvad näiteks Danielli-Jacobi, Grené, Volta ja Leclanche'i element. Leclanche'i elemendi tööpinge on 1,5V ning tema mahutavus ja tööiga on väikesed. Kuna sellel elemendil on suur sisetaksistus, ei saa temalt tugevat voolu. Akumulaatorid Suurema võimsusega alalisvoolutarbijate jaoks, eriti kui need vajavad tugevat voolu, kasutatakse akumulaatoreid ehk akusid

Keemia

doc

Keemilised vooluallikad

Keemilised vooluallikad Alalisvoolu saamiseks kasutatakse sageli keemilisi vooluallikaid. Need koosnevad positiivsest ja negatiivsest elektroodist ning elektroodide vahet täitvast elektrolüüdist ning muundavad keemilise energia vahetult elektrienergiaks. Keemilised vooluallikad on: a) ühekordselt kasutatavad - galvaanielemendid ja kuivelemendid b) korduvalt kasutatavad akumulaatorid Keemiliste vooluallikate tunnussuurusteks on: 1)nimipinge voltides (V) 2)mahtuvus ampertundides (Ah) elektrihulk, mida värske element on võimeline andma kindlatel tühjendustingimustel. 3)säilimisaeg ajavahemik, mille lõpul on toatemperatuuril säilitatud allikas alles veel kindel osa (nt. 90 %) mahtuvusest. Säilitamise piiraeg on elemendile märgitud. Kütuseelement Kütuseelemendi tööpõhimõtte avastas juba 1839

Keemia

docx

Akud

Leelisakud Leelisaku leiutas 1901. aastal rootsi insener Ernst Waldemar Junger. Aku anum valistatakse terasplekist ja elektrolüüdina kasutatakse kaaljum või naatriumhüdrooksüüdi vesilahust. Anoodi plaadi materjaliks kasutatkse nikkelhüdrooksiidi (NiOOH) ja katoodi plaadil kaadmiumi (Cd). Tänapäeval tuntakse neid nikkel-kaadmium (NiCd) akude nime all. 1903. aastal Thomas Alva Edision asendas kaadiumist elektroodi rauaga ja patenteeris raudnikkelaku (FeNi). Raudnikkel akud on laiatarbest kadunud nende madalate energeetiliste näitajate tõttu. Ka NiCd akude turustamine Euroopa liidus on peatatud (2008.a.) seoses kaadmiumi keskkonnaohtlike omaduste tõttu - raskmetall. Selliseid akusid võib veel kohata akutööriistades ja mudelautodes. Nende akude asemel on kasutusel nikkel metallhüdriidakud (NiMH), kus elektroodidena kasutatakse juba tuntud nikkelhüdroksiidi (+) ja niklit (-). Selliseid akusid iseloomustab kordades kõrgem erimahtuvus ja väiksem sisetakistus

Keemia

docx

Elektriautod

....... 19 3 SISSEJUHATUS Elektriauto on auto, mis liigub ühe või mitme elektrimootori abil, kasutades akudest saadud elektrienergiat. Elektrimootorid annavad autodele pöördemomendi, luues kiire ja sujuva kiirenduse. Lisaks ei vaja need keerukaid ülekandeid, vedelikjahutust ega muid sarnaseid. Nad on ka tõhusamad, kasutades ära umbes 90% akude energiast. Elektriautosid saaks tegelikult ehitada väga soodsalt, kui akud ei maksaks nii palju ja ei suudaks kaalu poolest ainult mahutada 5 protsenti bensiini energiast. Elektriautosid on ka palju erinevaid mudeleid, millest täpsema ülevaate saab edaspidi toodud tabelist. Laadimisjaamad ja akude vahetamiskohad on kõige olulisemad eeltingimused jätkusuutliku elektriautode infrastruktuuri arendamisel. Laadimisel tuleb arvestada ka piiranguid laadimiskiirusele eriti koduses majapidamises ning avalike jaamade vähesusega. Tähelepanu tuleb pöörata ka akudele

Automehaanika

Rohkem sarnaseid