Гальванічны элемент — хімічная крыніца электрычнага току, заснаваная на ўзаемадзеянні двух металаў і/або іх аксідаў ў электраліце, які прыводзіць да ўзнікнення ў замкнёным ланцугу электрычнага току. Названы ў гонар Луіджы Гальвані. Пераход хімічнай энергіі ў электрычную энергію адбываецца ў гальванічных элементах.
З’ява ўзнікнення электрычнага току пры кантакце розных металаў было адкрыта італьянскім физіёлагам, прафесарам медыцыны Балонскага ўніверсітэта (г. Балоння, Італія) — Луіджы Гальвані ў 1786 годзе: Гальвани апісаў працэс скарачэння мускулаў задніх лапак свежепрепарированной жабы, замацаваных на медных гручках, пры дакрананні сталёвага скальпеля. Назірання былі вытлумачаны першаадкрывальнікам як праява «жывёльнай электрычнасці».
Італьянскі фізік і хімік Алесандра Вольта, зацікавіўшыся досведамі Гальвани, убачыў зусім новую з’яву — стварэнне патоку электрычных зарадаў. Правяраючы пункт гледжання Гальвани, А. Вольта зрабіў серыю досведаў і прыйшоў да высновы, што прычынай скарачэння цягліц служыць не «жывёльная электрычнасць», а наяўнасць ланцугу з розных праваднікоў у вадкасці. У пацверджанне — А. Вольта замяніў лапку жабы вынайдзеным ім электраметрам і паўтарыў усе дзеянні. У 1800 годзе А. Вольта ўпершыню публічна заяўляе аб сваіх адкрыццях на пасяджэнні Лонданскага каралеўскага грамадства, што праваднік другога класа (вадкі) знаходзіцца ў сярэдзіне і датыкаецца з двума праваднікамі першага класа з двух розных металаў… з Прычыны гэтага ўзнікае электрычны ток таго ці іншага напрамкі. Рускі навуковец Пятроў у 1802 годзе выкарыстаў гальванічны элемент для пабудовы электрычнай дугі.
У склад гальванічнага элемента ўваходзяць электроды. Электроды бываюць:
Гальванічныя элементы характарызуюцца электрарухаючай сілай (ЭРС), ёмістасцю; энергіяй, якую ён можа аддаць ва знешнюю ланцуг; сохраняемостью.
Гальванічныя першасныя элементы — гэта прылады для прамога пераўтварэння хімічнай энергіі, зняволеных у іх рэагентаў (акісляльніка і аднаўляльніка), у электрычную. Рэагенты, якія ўваходзяць у склад крыніцы, выдаткоўваюцца ў працэсе яго працы, і дзеянне спыняецца пасля расходу рэагентаў. Прыкладам гальванічнага элемента з’яўляецца элемент Даніэля—Якобі.
Шырокае распаўсюджванне атрымалі марганцэво-цынкавыя элементы, якія не змяшчаюць раствора электраліта (сухія элементы, батарэйкі). Так, у солевых элементы Лекланшэ: цынкавы электрод служыць катодам, электрод з сумесі дыяксіду марганца з графітам служыць анодам, графіт служыць токоотводом. Электралітам з’яўляецца паста з раствора хларыду амонія з дадаткам мукі або крухмалу ў якасці загушчальнікі.
Шчолачныя марганцево-цынкавыя элементы, у якіх у якасці электраліта выкарыстоўваецца паста на аснове гідраксіду калія, валодаюць цэлым шэрагам пераваг (у прыватнасці, істотна большай ёмістасцю, лепшай працай пры нізкіх тэмпературах і пры вялікіх токах нагрузкі).
Солевыя і шчолачныя элементы шырока прымяняюцца для харчавання радыёапаратуры і розных электронных прылад.
Другасныя крыніцы току (акумулятары) — гэта прылады, у якіх электрычная энергія вонкавай крыніцы току ператвараецца ў хімічную энергію і назапашваецца, а хімічная — зноў ператвараецца ў электрычную.
Адным з найбольш распаўсюджаных акумулятараў з’яўляецца свінцовы (або кіслотны). Электралітам з’яўляецца 25-30 % раствор сернай кіслаты. Электродамі кіслотнага акумулятара з’яўляюцца свінцовыя рашоткі, запоўненыя аксідам свінцу, які пры ўзаемадзеянні з электралітам ператвараецца ў сульфат свінцу (II) — PbSO4.
Таксама існуюць шчолачныя акумулятары: найбольшая прымяненне атрымалі нікель-кадміевыя і нікель-металгідрыдных батарэі, у якіх электралітам служыць гідраксід калія (K-OH).
У розных электронных прыладах (мабільныя тэлефоны, планшэты, ноўтбукі), у асноўным, прымяняюцца літый-іённыя і літый-палімерныя акумулятары, якія характарызуюцца высокай ёмістасцю і адсутнасцю эфекту памяці.
Электрахімічнай генератары (паліўныя элементы) — гэта элементы, у якіх адбываецца ператварэнне хімічнай энергіі ў электрычную. Акісляльнік і аднаўляльнік захоўваюцца па-за элемента, у працэсе працы бесперапынна і асобна падаюцца да электродаў. У працэсе працы паліўнага элемента, электроды не выдаткоўваюцца. Аднаўляльнікам з’яўляецца вадарод (H2), метанол (CH3OH), метан (CH4); у вадкім або газападобным стане. Акісляльнікам звычайна з’яўляецца кісларод — з паветра або чысты. У кіслароднае-вадародным паліўным элеменце са шчолачным электралітам, адбываецца ператварэнне хімічнай энергіі ў электрычную. Энергаўстаноўкі прымяняюцца на касмічных караблях: яны забяспечваюць энергіяй касмічны карабель і касманаўтаў.
У гэтым артыкуле або раздзеле маецца спіс крыніц або вонкавых спасылак, але крыніцы асобных сцвярждэнняў застаюцца няяснымі з-за адсутнасці зносак. Сцвярджэнні, не падмацаваныя крыніцамі, могуць быть пастаўлены пад сумненне і выдаленыя. Вы можаце палепшыць артыкул, дадаўшы больш дакладныя спасылкі на крыніцы. |