Điện chất hóa học (Electrochemistry) phân tích sự chuyển hóa thân hai dạng năng lượng: hóa năng (chemical energy) với điện năng (electrical energy). Có 2 chiều chuyển hóa:
Pin năng lượng điện hóa học tập (electrochemical cell)
Hóa năng Điện năng
Điện phân (electrolysis)
Cơ sở của việc chuyển hóa này chính là phản ứng lão hóa khử.
Bạn đang xem: Điện cực phản ứng và nguyên lý hoạt động của điện cực phản ứng
I. PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ và DÒNG ĐIỆN:
Quá trình oxy hóa, quy trình khử - Cặp lão hóa khử:
Một làm phản ứng oxy hóa khử tồn tại tuy nhiên song nhị quá trình:
Quá trình oxy hóa (oxidation): cất chất khử (KhI) và sản phẩm của nó (OxI): Cặp OxI/ KhI .
Quá trình khử (reduction): đựng chất oxy hóa (OxII) và thành phầm của nó (KhII): Cặp OxII/ KhII .
Qt Ox : KhI = OxI + ne. Cặp OxI/ KhI
Qt Kh : OxII + ne = KhII. Cặp OxII/ KhII
KhI + OxII = OxI + KhII. (Pư Ox-Kh tổng quát)
TD: Qt Ox: Zn = Zn2+ + 2e. Cặp Zn2+/Zn
Qt Kh: Cu2+ + 2e = Cu. Cặp Cu2+/Cu
Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
Zn + Cu
SO4 = Zn
SO4 + Cu (Pt phân tử)
Cách thực hiện phản ứng Ox-Kh để phát sinh loại điện:
phản ứng lão hóa khử trên rất có thể tiến hành bằng 2 cách:
Trực tiếp: nhúng thanh Zn vào hỗn hợp Cu
SO4, sự đàm phán e trực tiếp từ Zn sang Cu2+. Hóa năng chuyển thành nhiệt độ năng (ΔH).
Gián tiếp: gồm một tua dây dẫn nối thân Zn cùng với Cu
SO4, sự điều đình e từ bỏ Zn sang trọng Cu2+thông qua dây dẫn: phân phát sinh cái điện. Hóa năng chuyển thành điện năng (pin bao gồm sức điện động E).
II. ĐIỆN CỰC (electrode) :
1. Điện cực kim loại (metal electrodes):
tế bào tả: là khối hệ thống gồm một thanh kim loại nhúng vào hỗn hợp muối của nó. Trong hệ đồng thời xảy ra hai quá trình :
- các cation sắt kẽm kim loại ở nút mạng tinh thể trên bề mặt thanh sắt kẽm kim loại do chuyển động nhiệt và bởi sự hydrat hóa của những phân tử nước sẽ chuyển vào dung dịch nhằm lại những electron trên bề mặt thanh kim loại:
Hình 1
.- các cation trong dung di chuyển động, va đụng với mặt phẳng thanh kim loại, nhận electron bên trên thanh sắt kẽm kim loại và kết tủa trên đó:
.
lúc hệ đạt trạng thái cân nặng bằng, tùy thuộc vào bản chất của sắt kẽm kim loại và mật độ của ion Mn+ trong dung dịch mà mặt phẳng thanh kim loại có thể tích điện âm hoặc dương. Bởi lực hút tĩnh điện, các ion tích năng lượng điện trái dấu với mặt phẳng thanh kim loại sẽ bị hút, sinh sản thành một lớp tích năng lượng điện trái dấu. Như vậy, thân thanh kim loại và hỗn hợp đã lộ diện một lớp điện tích kép (electric double layer).
Hình 16.1. Quá trình hình thành lớp năng lượng điện kép
Hiệu điện ráng của lớp năng lượng điện kép đặc trưng cho kĩ năng nhường với nhận electron của sắt kẽm kim loại làm điện cực và được hotline là thế điện cực kim loại (electrical potential).
cố điện cực sắt kẽm kim loại kí hiệu:
Nếu nồng độ cation bởi 1 mol/l, ta có thế điện cực tiêu chuẩn
Ví dụ:
* cầm cố điện cực không thể đo trực tiếp, nhưng rất có thể xác định độ chênh lệch của nó với một điện cực chuẩn làm điện cực so sánh. Điện cực chuẩn chỉnh thường mang là điện rất hydro tiêu chuẩn (SHE: Standard Hydrogene Electrode).
* Điện rất Hydrô có cấu trúc gồm một thanh Pt nhúng vào một trong những dung dịch axit không oxy hóa (H+), khi chuyển động xảy ra phương trình điện rất sau:
2H+ + 2e ⇄ H2 buộc phải được ký kết hiệu là:
*Điện rất hydro tiêu chuẩn là điện cực hydro thao tác làm việc ở điều kiện: , . Quy ước ráng điện cực của điện rất hydro tiêu chuẩn ở những nhiệt độ là: V
Cách đo cố gắng điện cực của một điện rất kim loại.
2. Điện rất oxy hóa - khử (Ox-Red electrodes).
Điện cực sắt kẽm kim loại như trên hoạt động theo nguyên lý:
trong đó, hóa học khử đó là kim một số loại làm điện cực.
bên cạnh ra, còn một một số loại điện cực thứ nhị mà trong số ấy cả nhị dạng oxi hoá với khử liên hợp đều làm việc dạng hài hòa trong dung dịch;
Ví dụ: Mn
O4- + 5e + 8H+ → Mn2+ + 4H2O tuyệt Fe3+ + e → Fe2+
vào trường phù hợp này, bạn ta nhúng một điện rất trơ (ví dụ: Pt, C graphit) vào dung dịch bao gồm chứa bên cạnh đó cả nhị dạng oxy hóa và khử liên hợp trên. Điện cực trơ không có tác dụng tan vào dung dịch, nó chỉ có chức năng chuyển electron. Trong hệ cũng xẩy ra hai thừa trình:
- Dạng khử va chạm với điện cực, nhường electron cho điện cực.
- Dạng oxy hóa vẫn nhận electron từ năng lượng điện cực.
khi trạng thái cân đối thiết lập, trên mặt phẳng điện cực cũng xuất hiện lớp năng lượng điện kép. Quý hiếm của lớp năng lượng điện kép có thể âm tốt dương dựa vào vào kĩ năng nhường nhấn electron của cặp oxy hóa - khử với nồng độ của bọn chúng trong dung dịch. Hiệu điện gắng này call là thế oxy hóa - khử.
Thế kim loại với thế oxy hóa - khử đều đặc thù cho khả năng nhường nhận electron của cặp lão hóa - khử; chúng được gọi thông thường là thế lão hóa - khử.
III. Nguyên TỐ Ganvanic (Galvanic CELL OR voltaic cell)
1. Định nghĩa: nguyên tố Ganvanic là một trong những thiết bị biến đổi năng của phản ứng lão hóa - khử diễn ra phía bên trong nó thành điện năng.
2. Cấu tạo: cấu trúc của yếu tố Ganvanic tất cả hai điện cực nối cùng với nhau vì chưng một dây dẫn. Ở đây, hóa học oxy hóa và chất khử ko tiếp xúc trực tiếp với nhau, quá trình oxy hóa với khử xẩy ra ở nhị nơi khác biệt trong ko gian, electron được chuyển từ chất khử đến hóa học oxy hóa thông qua dây dẫn.
This post is also available in: English हिन्दी (Hindi) Español (Spanish) Français (French) Deutsch (German) 日本語 (Japanese) Русский (Russian) Português (Portuguese, Brazil) Punjabi Tamil বাংলাদেশ (Bengali) Italiano (Italian) 한국어 (Korean) العربية (Arabic) Melayu (Malay) 简体中文 (Chinese (Simplified)) 繁體中文 (Chinese (Traditional)) اردو (Urdu) ไทย (Thai) Indonesia (Indonesian) giờ Việt
Nguồn năng lượng điện hoặc pin năng lượng điện hóa được nghiên cứu theo chủ đề liên ngành của Điện hóa học xử lý các bội phản ứng xảy ra tại hình ảnh của hóa học dẫn năng lượng điện tử (vật liệu hoạt động) và chất dẫn điện ion (chất điện phân), sản xuất tích điện điện từ những tế bào chất hóa học (hoặc thay đổi năng lượng hóa học thành tích điện điện) và phản ứng ngược của nó trong số đó các tế bào năng lượng điện phân được thực hiện để chuyển đổi hóa học.
Quá trình chuyển đổi năng lượng trong pin dựa trên phản ứng oxy hóa-khử (phản ứng oxy hóa khử). Những tế bào được phân nhiều loại thành tế bào năng lượng điện phân và tế bào năng lượng điện hóa. Ví dụ cho các tế bào năng lượng điện phân là các tế bào được thực hiện để chiết xuất kim loại như nhôm, magiê, v.v. Cùng pin khi được sạc. Tế bào Galvanic hoặc pin có khả năng cung cấp cái điện cho họ trái ngược với các tế bào năng lượng điện phân, chúng ta phải truyền cái điện để phản ứng xảy ra.
Quá trình oxy hóa đơn giản có nghĩa là sự đào thải điện tử / năng lượng điện tử (từ cực dương trong phản bội ứng phóng điện) và quá trình khử là quy trình thêm các điện tử này vào điện rất khác (cực âm) thông qua một mạch bên ngoài, hóa học điện phân dẫn điện ion là môi trường xung quanh chuyển ion bên trong. Tế bào. Trong quy trình phóng điện của tế bào, những điện tử đi từ cực dương (bản âm) sang cực âm (bản rất dương) thông qua một mạch phía bên ngoài và những dòng ion bên trong tế bào để chuyển hóa năng lượng thành điện năng.
Ví dụ điển hình cho rất dương là:
Li → Li + + e –
Pb → Pb 2+ + 2e –
Zn → Zn 2+ + 2e –
Ví dụ về rất âm là:
Pb
O 2 ⇄ Pb 2+ + 2e – (Pin axit chì)
Li
Fe
PO 4 (pin Li-sắt sunphat)
Ni
OOH + 2e – ⇄ Ni (OH) 2 (pin Ni-cadimi)
Cl 2 + 2e ⇄ 2Cl – (Pin kẽm-clo)
Br 2 + 2e ⇄ 2Br – (Pin kẽm-Brom)
Tế bào là một trong đơn vị chủ quyền của hệ thống điện. Khi nhiều hơn một ô được liên kết theo kiểu thông liền hoặc tuy vậy song, cách bố trí này được hotline là pin. Những thành phần thiết yếu của một tế bào là điện cực dương hoặc tấm (cực âm), điện rất âm hoặc tấm (cực dương), chất điện phân và các thành phần không vận động khác như thùng chứa, dải phân cách, những bộ phận nhỏ dại như thanh cái, trụ cột, trụ đầu cuối, v.v.
Tế bào Galvanic được phân các loại thành tế bào sơ cung cấp và thứ cấp (hoặc rất có thể sạc lại hoặc lưu giữ trữ). Trong các tế bào sơ cấp, những phản ứng ko thể hòn đảo ngược khi quy trình phóng năng lượng điện đã xong do hết sạch các vật liệu hoạt động, trong khi trong những tế bào sản phẩm cấp , những vật liệu vận động có thể được đưa trở về trạng thái trước đó bằng cách truyền loại điện vào tế bào trong theo phía ngược lại.
Các ví dụ rất gần gũi về những tế bào chính là các tế bào được áp dụng trong đồng hồ thời trang đeo tay, đèn sạc điện với nhiều tinh chỉnh và điều khiển như tinh chỉnh từ xa TV và tinh chỉnh và điều khiển từ xa AC. Pin axit-chì phổ biến được sử dụng để khởi động xe hơi và bộ trở thành tần / UPS và các tế bào Ni-Cd, Ni-MH với Li-ion là hầu như ví dụ mang đến pin phụ. Pin nhiên liệu không giống với sạc (chính) ở phần các thành phần phản ứng được hấp thụ từ bên ngoài, y như sự sẵn bao gồm của cùng một bên trong pin.
Tiềm năng của điện cực (nửa tế bào) với điện thế của tế bào với Thực thể không phụ thuộc vào cân nặng của tế bào điện:
Điện ráng (hiệu năng lượng điện thế) của điện cực là 1 tính hóa học điện hóa cơ bạn dạng và giá trị của chính nó không dựa vào vào số lượng của vật liệu làm điện cực. Về khía cạnh nhiệt hễ lực học, nó là một trong những thuộc tính sâu sát chống lại năng suất (là một ở trong tính mở rộng) của một năng lượng điện cực nhờ vào vào khối lượng của đồ liệu chuyển động mà nó chứa.
Hiệu điện gắng của một tế bào là sự kết hợp của hai giá chỉ trị cụ điện cực hoặc hiệu điện thay của cực dương (điện rất âm hoặc phiên bản cực) và cực âm (bản hoặc điện cực dương). Quý giá điện thế của các điện rất âm luôn âm (nằm bên dưới 0 vôn trong loại EMF, xem sách giáo khoa hoặc sổ tay tiêu chuẩn). Vôn không kể đến vậy điện cực tiêu chuẩn của điện rất hydro (SHE).
Vật liệu làm điện cực âm luôn luôn là kim loại hoặc thích hợp kim, với 1 vài ngoại lệ như carbon với hydro, là đồ vật liệu hoạt động âm trong số tế bào Ni-MH với Ni-H2. Những cực âm bao gồm điện ráng dương cùng chúng đa số là ôxit, halogenua, sunfua, v.v., bên cạnh ôxy vận động như đồ vật liệu chuyển động cực âm trong những tế bào kim loại-không khí. Cần phải có một hóa học điện phân nhằm dẫn những ion phía bên trong tế bào.
Hiệu điện vậy là hễ lực của mẫu điện. Nó là sự kết hợp (hiệu đại số) của hai giá trị của điện thay dương và âm. Điện áp rất có thể được ví như chiều cao của một bồn tắm hoặc mực nước vào bể và chiếc điện đến đường kính của con đường ống ra đi từ bể. Mực nước vào bể càng cao thì nước chảy ra càng nhanh. Tương tự, 2 lần bán kính của ống càng tốt thì số lượng nước thoát ra càng nhiều.
Điện áp tế bào có thể được khẳng định từ hai giá chỉ trị gắng điện cực hoặc nó rất có thể được tính bằng cách sử dụng phương trình Gibbs và năng lượng hình thành thoải mái Gibbs tiêu chuẩn chỉnh (Δ f G ˚). Năng lượng hình thành tự do thoải mái Gibbs tiêu chuẩn của một hợp hóa học là sự biến đổi năng lượng thoải mái Gibbs kèm theo với sự hình thành 1 mole của một chất ở trạng thái chuẩn chỉnh từ các nguyên tố cấu thành của chính nó ở trạng thái chuẩn của chúng (dạng bình ổn nhất của nguyên tố nghỉ ngơi áp suất 1 bar và nhiệt độ xác định, thường là 298,15 K hoặc 25 ° C).
Năng lượng miễn giá tiền Gibbs (G)
Trong nhiệt cồn lực học, năng lượng tự bởi vì Gibbs là đại lượng đo công có thể được triết xuất từ một khối hệ thống và vào trường vừa lòng pin, công được thực hiện bằng cách giải phóng các ion tại một điện cực (cực dương) tiếp nối là sự hoạt động sang điện rất kia (cực âm). Sự biến hóa năng lượng hầu hết bằng công, và trong trường phù hợp tế bào điện, công được tiến hành thông qua vận động của những ion do tác động hóa học giữa các chất phản ứng để tạo thành sản phẩm. Bởi vì đó, tích điện được mang đến dưới dạng Δ G , sự thay đổi năng lượng tự vày của Gibb , đại diện thay mặt cho lượng tích điện hóa học to nhất có thể thu được trong thừa trình đổi khác năng lượng.
Bất cứ bao giờ phản ứng xảy ra, tích điện tự vì của hệ có sự nạm đổi :
∆G = – n
FE °
trong kia F = hằng số được hotline là Faraday (96,485 C hoặc 26,8 Ah)
n = số electron thâm nhập phản ứng cân bằng
E ° = điện cầm tiêu chuẩn, V.
Các quý giá của ∆G có thể được tính từ cha giá trị còn sót lại là n, F và E.
Điện áp tế bào của một tế bào điện rất có thể được đo lường từ biểu thức
ΔG ° = ΣΔG ° f sản phẩm – ΣΔG ° f chất phản ứng
Năng lượng thoải mái theo mol tiêu chuẩn của quá trình hình thành hoàn toàn có thể được lấy từ các sách văn phiên bản tiêu chuẩn
Pb
O 2 + Pb + 2H 2 SO 4 ⇄ 2Pb
SO 4 + 2H 2 O
ΔG ° = ΣΔG ° f sản phẩm – ΣΔG ° f hóa học phản ứng
∆Gº = <2 ( – 193. 89 ) + 2 ( – 56. 69 ) > – <( – 52. 34 ) + 0 – 2 ( – 177. 34 ) >
= – 94 . 14 kcal / mol
= – 94 . 14 kcal / mol × 4 . 184 k
J / mol
= – 393 . 88 k
J / mol
Eº = – Δ Gº / n
F
= – ( – 393. 88 × 1000 ) / 2 × 96485
= 2 . 04 V
Phần tích điện tự bởi vì tăng khớp ứng bằng năng suất điện triển khai trên hệ. Tính từ lúc đây,
−ΔG = n
FE hoặc ΔG = −n
FE và ΔGº = −n
FEº.
Điện áp tế bào từ những điện gắng điện cực
Sự phối kết hợp của hai chũm điện cực sẽ tạo nên ra hiệu điện vắt tế bào:
Tế bào E = E rất âm hoặc điện cực dương – E cực dương hoặc điện rất âm
Hoặc E ô = E PP – E NP
Theo những công mong của Liên minh hóa học Ứng dụng với Tinh khiết nước ngoài (IUPAC) năm 1953 cùng 1968, một tế bào galvanic được viết theo cách sao để cho điện cực bên phải (RHE) là điện rất dương trong những số ấy giảm xẩy ra và điện cực mặt trái là điện rất âm, trong số ấy quá trình oxy hóa xẩy ra và những electron di chuyển từ trái sang cần < Mc
Nicol BD; Rand, DAJ sinh sống Mc
Nicol BD; Rand, DAJ (ed.) nguồn điện cho xe điện, Chương 4, Elsevier, Amsterdam, 1984 > . RHE là cực âm với LHE là cực dương
E ô = E RHE – E LHE
Các giá trị cho cụ điện cực hoàn toàn có thể lấy từ Sách giáo khoa với Sổ tay.
Điện áp tế bào từ các điện cố gắng điện cực mang đến tế bào axit chì
Tế bào E = E cực âm hoặc điện rất dương – E cực dương hoặc điện cực âm
LHE Pb½H 2 SO 4 ½H 2 SO4½Pb
O 2 RHE
RHE là cực âm E ° Rev = 1,69 V đối với Pb 4 + + 2e ⇄ Pb 2+ và
Cực dương LHE E ° Rev = −0,358 V so với Pb º – 2e _ Pb 2+
Ô E = 1,69 – ( -0,358 ) = 2,048 V.
Điện áp tế bào từ những thế điện cực cho Tế bào Ni-Cd
RHE Cd | KOH | KOH | Ni
OOH LHE
LHE E ° Rev = 0,49 so với Ni
OOH + 2e ⇄Ni (OH)
RHE E ° Rev = – 0,828 V đến Cd ⇄ Cd 2+ + 2e
Ô E = 0 . 49 V – ( – 0. 828 ) = 1 . 318 V
E ° Rev của điện rất niken trong điều kiện tiêu chuẩn chỉnh là 0,49 V. E ° Rev của điện rất MH nhờ vào vào áp suất riêng phần của vật liệu tạo hyđrua, theo
2MH ⇄ 2M + H 2 ↑
Áp suất hydro riêng phần ưu tiên của điện cực MH tất cả bậc là 0,01 bar, E ° Rev thường nằm trong tầm –0,930 cho –0,860 V. Bởi vậy
Ô E = 0 . 49 V – ( – 0. 89 ) = 1 . 3 V.
Điện áp tế bào từ các thế năng lượng điện cực so với tế bào Li-ion của chất hóa học LCO
RHE C | Li
PF 6 trong DMC + DEC + PC | Li
Co
O 2 LHE
RHE E ° Rev = 0,1 V (so với kim loại Li) đối với Li
C 6 ⇄ x
Li + + xe + C 6
LHE E ° Rev = 3,8 V (so với sắt kẽm kim loại Li) so với phóng điện Li 1-x Co
O 2 + xe → Li
Co
O 2
Tổng làm phản ứng là C 6 + Li
Co
O 2 ⇄Li x C 6 + Li 1-x Co
O 2
Ô E = 3,8 – (0,1) = 3,7 V.
Điện áp tế bào từ những thế năng lượng điện cực so với tế bào Li-ion của chất hóa học Li
Fe
PO4
RHE C | Li
PF 6 hoặc Li
ODFB trong (EC + EMC + DEC) | Li
Fe
PO 4 LHE
RHE E ° Rev = 0,1 V (so với kim loại Li) so với Li
C 6 ⇄ x
Li + + xe pháo + C 6
LHE E ° Rev = 3,5 V (so với sắt kẽm kim loại Li) đối với Fe
PO 4 + xe pháo + x
Li + = Xả → x
Li
Fe
PO 4 + (1-x) Fe
PO 4
LIODFB = Borat liti difluoro (oxalato)
Tổng phản ứng Li
Fe
PO 4 + 6C → Li
C 6 + Fe
PO 4
Ô E = 3,3 – (0,1) = 3,2 V
Các đại lượng phụ thuộc vào vào khối lượng của tế bào điện: cái điện, năng suất và năng lượng
Công suất được mang lại bằng đơn vị chức năng watt và yếu tố thời gian không liên quan đến công suất.
P = W = V * A
Năng lượng kể đến năng lượng được thực hiện trong một khoảng thời gian và vị đó, đơn vị chức năng liên quan đến giờ.
Xem thêm: Quy trình sửa tủ lạnh hà nội uy tín số #1 cho mọi nhà, sửa chữa tủ lạnh tại nhà hà nội
Năng lượng 1 W. Giây = 1 Joule
Năng lượng = Wh = W * h = V * A * h = 3600 jun.
1 k
Wh = 1000 Wh.
Công suất là lượng điện (Ah) mà pin có thể cung cấp.
Nếu gửi ra bất kỳ hai cực hiếm nào tính bởi Wh hoặc k
Wh, thì giá trị còn lại rất có thể được tính (Wh = VAh).
850 Wh của sạc pin 12 V rất có thể cung cung cấp 850 Wh / 12 V = 71 Ah. Khoảng thời hạn mà 71 Ah này rất có thể được đúc rút không chỉ nhờ vào vào loại điện, nhưng mà còn phụ thuộc vào loại hóa học. Ví dụ, pin sạc Li-ion, rất có thể cung cấp 70 A trong một giờ. Tuy vậy ngược lại, pin axit-chì hoàn toàn có thể chịu được một giờ nếu loại phóng năng lượng điện là 35 A. Tuy nhiên, sạc VRLA chỉ hoàn toàn có thể cung cấp 70A trong vòng dưới 40 phút một chút.
Công suất được cung cấp bởi một tế bào Li-ion sinh sống 70 A = 70 A * 3,6 V = 252 W.
Nhưng hiệu suất được cung ứng bởi một tế bào axit chì sinh hoạt 70 A = 70 A * 1,9 V = 133 W.
Người ta hoàn toàn có thể thấy rằng tế bào Li-ion có thể cung cung cấp nhiều hiệu suất hơn trên các đại lý mỗi tế bào đến cùng một loại điện.
Tương tự, năng lượng được hỗ trợ bởi một tế bào Li-ion ở 70 A = 70 A * 3,6 V * 1h = 252 Wh.
Nhưng tích điện được cung cấp bởi một tế bào axit-chì VR nghỉ ngơi 70 A = 70 A * 1,9 V * 0,66 h = 88 Wh.
Chúng ta hoàn toàn có thể thấy rằng tế bào Li-ion rất có thể cung cấp nhiều tích điện hơn trên đại lý mỗi tế bào mang đến cùng một chiếc điện
Dung lượng thay thể là Ah trên một đơn vị trọng lượng (Ah / kilogam hoặc m
Ah / g).
Năng lượng riêng là Wh trên một đơn vị trọng lượng (Wh / kg).
Mật độ năng lượng là Wh bên trên một đơn vị chức năng thể tích (Wh / lít).
Ghi chú:
Thuật ngữ mật độ năng lượng trọng trường đang được thay thế bằng năng lượng ví dụ và mật độ năng lượng thể tích bằng mật độ năng lượng
Điện chất hóa học - công suất riêng triết lý và tích điện riêng lý thuyết của đồ vật liệu chuyển động điện cực
Đơn vị của năng lượng điện là coulomb, là 1 ampe giây (As). Hằng số Faraday (F) dùng để làm chỉ lượng năng lượng điện được mang bởi 1 mol electron. Vì 1 electron bao gồm điện tích 1,602 x 10 – 19 coulombs (C) đề xuất một mol electron cần có điện tích 96485 C / mol.
1 F = 1 (6,02214 * 10 23 ) * (1,60218 * 10 -19 C) = 96485 C (tức là 96485 C / mol).
6,02214 * 10 23 là số Avogadro (hằng số Avogadro), được khái niệm là số nguyên tử, mol hoặc ion vào một mol hóa học đó. Nó có lợi trong bài toán liên hệ trọng lượng của một hóa học với con số các phân tử trong hóa học đó. Vì chưng đó, 0,2 mol chất ngẫu nhiên sẽ chứa 0,2 * số hạt Avogadro. Điện tích trên một electron dựa trên những thí nghiệm tân tiến là 1,60217653 x 10 -19 coulombs trên từng electron. Nếu như bạn chia điện tích trên một mol electron mang đến điện tích trên một electron duy nhất, bạn sẽ nhận được giá trị của số Avogadro là 6,02214154 x 10 23 hạt trên mỗi mol < https://www.scientificamerican.com/article/how-was-avogadros -số / >.
1 F 96485 C / mol = 96485 As / 60 * 60 s = 26,8014 Ah / mol
Công suất ví dụ và năng lượng ví dụ cho tế bào axit-chì
Khối lượng phân tử hoặc trọng lượng nguyên tử tính bởi gam phân chia cho số electron gia nhập phản ứng sẽ cho ra đương lượng gam của vật liệu tương ứng. Một gam tương tự sẽ hỗ trợ 96.485 coulombs (hầu hết các tác giả làm tròn nó thành 96.500 C), tương tự với 26,8014 Ah.
207,2 g sắt kẽm kim loại chì rất có thể được ứng với năng lượng điện 2F = 2 × 26 . 8014 Ah = 53,603 Ah. (Cho phản ứng: Pb → Pb 2+ + 2e – ).
Do đó, lượng thiết bị chất hoạt động âm (NAM) trong một tế bào axit chì quan trọng cho 1 Ah (được hotline là mật độ dung lượng ) = 207,2 / 53 . 603 = 3,866 g / Ah < Bode, Hans, Ắc quy axit chì, John Wiley, New York, 1977, tr.292 .>.
Nghịch đảo của mật độ dung tích được điện thoại tư vấn là công suất riêng
Công suất thế thể = n
F / Trọng lượng phân tử hoặc trọng lượng nguyên tử. (n = Số electron thâm nhập phản ứng).
Công suất cụ thể của thứ liệu hoạt động tiêu cực
Dung lượng riêng biệt của chất hoạt động âm (NAM), Pb = 56,3 / 207,2 = 0,259 m
Ah / g = 259 Ah / kg. Quý giá này nhân với cố gắng năng thăng bằng tế bào là Năng lượng riêng theo lý thuyết . Năng lượng riêng định hướng của chì NAM = 259 * 2,04 V = 528,36 Wh / kg
Năng lực rõ ràng của vật liệu vận động tích cực (PAM)
Tương tự, lượng đồ liệu chuyển động tích cực trong ô axit chì quan trọng cho 1 Ah (được call là mật độ dung lượng ) = 239,2 / 53 . 603 = 4,46 g / Ah.
Dung lượng riêng của chất hoạt động tích rất (PAM), Pb
O 2 = 56,3 / 239 = 0,224 m
Ah / g = 224 Ah / kg. Lý thuyết năng lượng riêng của chì điôxít PAM = 224 * 2,04 V = 456,96 Wh / kg.
Tế bào Ion Lithium
Công suất cụ thể và năng lượng ví dụ cho cực dương cacbon tế bào Li-ion
Công suất riêng của Li
C 6 = x
F / n * cân nặng phân tử
= 1 * 26,8 / 1 * 72 m
Ah / g (Tính theo phân tử 72 g C là quan trọng cho 1
số mol của Li lưu trữ để sinh sản thành Li
C 6. Do Li tất cả sẵn trường đoản cú LCO catot nên trọng lượng của nó không được tính đến tổng khối lượng anot. Chỉ có carbon được coi như xét. X = 1; 100% đan xen của Li + )
= 0,372 Ah / g
= 372 m
Ah / g = 372 Ah / kg
Năng lượng riêng rẽ Li
C 6 = 372 * 3,7 V
= 1376 Wh / kg
Công suất ví dụ và năng lượng cụ thể cho Li
Co
O2 (LCO)
Dung lượng ví dụ Li
Co
O 2
= 0,5 Li + + 0,5 e + Li 0,5 Co
O 2 (x = 0,5, một nửa xen kẽ của Li + )
= x
F / n * Mol Wt
= 0,5 * 26,8 / 1 * 98 Li = 6,94 teo = 58,93 2 O = 32
= 13,4 / 98 Ah / g = 0,1368 Ah / kg
= 137 m
Ah / g = 137 Ah / kg.
Năng lượng riêng biệt của Li
Co
O 2 = 137 * 3,7 V = 507 Wh / kg (x = 0,5, 50% xen kẽ của Li + )
Nếu lấy cực hiếm x là 1 , dung lượng rõ ràng sẽ tăng vội đôi, 137 * 2 = 274 m
Ah / g = 274 Ah / kg
Năng lượng riêng của Li
Co
O 2 = 274 * 3,7 V (x = 1. Toàn thể (100%) xen kẹt của Li + )
= 1013 Wh / kg
Công suất rõ ràng và năng lượng ví dụ cho Li
Fe
PO4
Công suất rõ ràng của Li
Fe
PO 4
= x
F / n * Mol Wt
= 26,8 / 157,75 = 169,9 m
Ah / g = 170 m
Ah / g = 170 Ah / kg
Năng lượng riêng biệt của Li
Fe
PO 4 = 170 * 3.2 V = 544 Wh / kg
Điện hóa học - Năng lượng ví dụ lý thuyết của tế bào
Năng lượng riêng cực đại thu được từ nguồn tích điện hóa học tập được đến bởi:
Năng lượng riêng kim chỉ nan = 26 . 8015 × ( n
E / Σmoles ) Wh / kg trong đó n với E có ký hiệu thông thường; n , số electron tham gia phản ứng với E , hiệu điện vắt của tế bào.
Ghi chú
Số mol S là tổng của tất cả các hóa học phản ứng và bạn ta không cần lo lắng về các sản phẩmVì đơn vị chức năng được tính bằng Wh / kilogam (còn được viết là Wh kg -1 ), đề xuất tổng trọng lượng sẽ được tính theo đơn vị chức năng kg.
Tế bào axit-chì tích điện cụ thể
Một ví dụ quen thuộc sẽ được lấy để tính tích điện riêng theo lý thuyết.
Đầu tiên ta nên viết phản bội ứng và tính giá trị mol của các chất phản bội ứng. Công ty chúng tôi không cần phải lo ngại về các sản phẩm. Đối với pin sạc axit-chì, phản ứng xảy ra là:
Pb
O 2 + Pb + 2H 2 SO 4 ⇄ 2Pb
SO 4 + 2H 2 O Eº = 2,04 V.
Σmoles = 239 +207+ 2 * 98 tính bởi g
= 0,642 kg
Năng lượng ví dụ lý thuyết = 26 . 8 × ( n
E / Σmoles) Wh / kg
= 26,8 * (2 * 2,04 / 0,642) Wh / kg
= 26,8015 * (6,351) Wh / kg
= 170,3 Wh / kg.
Theo Tobias Placke < J Solid State Electrochem (2017) 21: 1939 – 1964 >, năng lượng riêng cũng có thể được đo lường và thống kê như sau cho pin axit chì:
Năng lượng ví dụ của một tế bào =
= 1 <1 / (224 * 2.04) + 1 / (259 * 2.04) + 1 / (273 * 2.04)>
= 1 <(1/457) + (1/528) + (1/557)>
= 1 / (0,002188 + 0,001893 + 0,001796)
= 1 / 0,005877
= 170 Wh / kg
Năng lượng riêng biệt của tế bào Ni-Cd
2Ni
OOH + Cd ⇄ 2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2 Eº = 1,33 V
Năng lượng ví dụ lý thuyết = 26 . 8 × ( n
E / Σmoles) Wh / kg
= 26,8 * (2 * 1,33 / 0,296) Wh / kg
= 26,8015 * (8,9865) Wh / kg
= 240,8 Wh / kg
Chất năng lượng điện ly KOH trong nước trong những tế bào kiềm này sẽ không tham gia vào phản nghịch ứng tế bào và
do kia không được xem xét trong khi đo lường và tính toán các giá trị tích điện cụ thể. Nhưng, một vài tác giả
muốn bao gồm trọng lượng của nước vào tính toán.
Khi đó, con số về tích điện riêng sẽ giảm xuống còn 214,8 Wh / kilogam nếu vắt Σ mol bằng
0.332. Công dụng sẽ là 214 . 8 Wh / kg .
Năng lượng riêng của tế bào Li
Fe
PO4
(x = 1. 100% xen kẽ)
= 26 . 8015 × ( n
E / Σmoles) Wh / kg
= 26,8 <(1 * 3,2) / (72 + 157,75) Li
Fe
PO4 + 6C + không Li
= 26,8 <(1 * 3,2) / (229,75)> = 26,8 * 0,013928
= 0,37329 Wh / g
= 373 Wh / kg
Năng lượng riêng rẽ của tế bào LCO
(x = 1; 100% xen kẽ)
= 26 . 8015 × Wh / kg 169,87
= 26,8 <(1 * 3,7) / (72 + 97,87)> Li
Co
O 2 + 6C + không Li
= 26,8 * <(3,7) / (169,87)>
= 26,8 * 0,02178
= 0,58377 Wh / g
= 584 Wh / kg
Nếu x = 0,5 (50% xen phủ của các ion Li), chúng ta phải ráng 26,8 bởi một nửa quý hiếm này, tức là 13,4. Công dụng sẽ là 584/2 = 292 Wh / kg .
Năng lượng rõ ràng thực tế (thực tế) của tế bào / pin
Thời gian thực Năng lượng rõ ràng của pin = (Điện áp vừa đủ * Ah) / (Khối lượng của pin)
= (3,7 V * 50 Ah 1 ) / 1,7 kilogam (ô đối kháng Yuasa LEV50)
= 185 /1,7
= 108,8 Wh / kg
= (14,8 * 50) / 7,5 (pin Yuasa LEV50-4)
= 98,7 Wh / kg
Mật độ tích điện thời gian thực của pin = Wh / Thể tích = 17,1 * 4,4 * 11,5 = 865 cc
= 185 / 0,865 = 214 Wh / lít
= Wh / Thể tích = 17,5 * 19,4 * 11,6 = 3938 cc = 3,94 lít
= 14,8 * 50 / 3,94 = 187 Wh / lít
Giảm khoảng 10% năng lượng cụ thể khi biến đổi từ cell sang sạc (k
Wh thấp) cùng giảm khoảng 13% tỷ lệ năng lượng khi thay đổi từ cell sang sạc pin (k
Wh thấp)
Please tóm tắt if you liked this article!
Did you lượt thích this article? Any errors? Can you help us improve this article & showroom some points we missed?
Please email us at webmaster
cogioivathuyloi.edu.vn. Com
e-mail us
Please enable Java
Script in your browser khổng lồ complete this form.
Name *
Email *
Go ahead, send us a message! *
Send
On Key
Hand picked articles for you!
nguồn gốc của pin sạc axit chì
Nguồn cội của pin sạc axit chì Đúng vậy nên khi bảo rằng pin là trong những phát kiến mập đã kết hợp với các
Tấm hình ống
Tấm hình ống: sạc pin hình ống cao cùng pin tấm phẳng 1. Sạc tấm hình ống là gì reviews về pin gồm một số
pin sạc nổi
Pin dự phòng & sạc nổi Ắc quy được thực hiện trong nguồn tích điện khẩn cấp dự phòng cho lắp thêm viễn thông, mối cung cấp điện
2V OPz
S
Pin 2v OPz
S – sự lựa chọn rất tốt cho những ứng dụng pin tĩnh? nhân loại của pin sạc tĩnh không đứng yên. Đâu là
Share this page
Partner with us
– Become a dealer or distributor.
National or Global inquiries welcome
Name
thiết bị di động
Country
Get in touch, Now
Useful Links
About
Get Started
Legal Stuff
GSTN ID: 29AABCM1510D1Z2 CIN No: U71220KA1977PTC003190
We are Hiring
Know more
find us on
Linkedin Youtube Twitter Facebook-f Medium
Please comply responsibly with all local & national laws regarding disposal of used batteries. Do tương tác us for more information.
Tham gia bạn dạng tin của bọn chúng tôi!
Tham gia danh sách gửi thư của công ty chúng tôi gồm 8890 người tuyệt vời, những người đang cập nhật các bản cập nhật tiên tiến nhất của cửa hàng chúng tôi về technology pin
tên
Gửi email đến BBSign
Up Popup
Đăng ký kết ngay!
Đọc cơ chế Bảo mật của shop chúng tôi tại phía trên – chúng tôi cam đoan sẽ không chia sẻ email của người tiêu dùng với ngẫu nhiên ai và công ty chúng tôi sẽ không gửi thư rác mang lại bạn. Chúng ta cũng có thể bỏ đăng ký bất kể lúc nào.
Want to become a channel partner?
Leave your details & our Manjunath will get back to lớn you
Name
thư điện tử
smartphone
Let"s work together!
Want to become a channel partner?
Leave your details và our Manjunath will get back to you
Name
di động
Let"s work together!
Do you want a quick quotation for your battery?
Please tóm tắt your thư điện tử or di động to reach you.
We promise to give you the price in a few minutes
(during IST working hours).
Name
sản phẩm điện thoại
battery details
Get my quote, now!
You can also speak with our VP of Sales, Balraj on +919902030022
Thank you for your rating!
Thank you for your rating và comment!
This page was translated from:
If you are a human, vì chưng not fill in this field.
Please rate this translation:
Your rating:
Change
Please give some examples of errors và how would you improve them:
