Przedmioty

Przedmioty

Więcej

Elektrochemiczne Źródła Energii: Budowa, Rodzaje i Działanie - Akumulatory i Ogniwa Galwaniczne

Zobacz

Elektrochemiczne Źródła Energii: Budowa, Rodzaje i Działanie - Akumulatory i Ogniwa Galwaniczne

Elektrochemiczne źródła energii represent crucial power generation systems that combine chemical and electrical processes. This comprehensive guide explores various types of electrochemical cells, batteries, and fuel cells, with special focus on their construction, operation principles, and applications.

  • Galwaniczne cells like the Ogniwo Daniella demonstrate basic electrochemical principles
  • Chemiczne źródła prądu include both non-rechargeable batteries and rechargeable Akumulatory litowo-jonowe
  • Modern developments in Ogniwa paliwowe wodorowe show promise for sustainable energy
  • Battery technology continues evolving with focus on efficiency and environmental impact
  • Understanding of electrochemical processes is fundamental to modern energy storage

26.09.2022

1487

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zobacz

Akumulatory i ogniwa specjalne

Ogniwo Leclanchégo to jedno z najbardziej popularnych ogniw nieregenerowanych, o sile elektromotorycznej (SEM) wynoszącej około 1,5 V. Jego schemat przedstawia się następująco:

Zn(s) | NH₄Cl(aq) | MnO₂(s)

Na elektrodzie cynkowej, która jest biegunem ujemnym, zachodzi proces utleniania polegający na roztwarzaniu metalu elektrody:

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻

Akumulatory to rodzaje ogniw galwanicznych, które można wielokrotnie ładować i rozładowywać. Reakcje elektrodowe zachodzące podczas czerpania prądu (rozładowywania) można odwrócić w procesie elektrolizy (ładowania).

Definition: Akumulator to ogniwo regenerowalne, w którym można wielokrotnie powtarzać procesy ładowania i rozładowywania.

W pojazdach mechanicznych powszechnie stosowany jest akumulator ołowiowy, którego schemat wygląda następująco:

Pb(s) | H₂SO₄(aq) | PbO₂(s)

Podczas ładowania akumulatora zachodzą te same reakcje, lecz w przeciwnym kierunku.

Highlight: Akumulatory litowo-jonowe są szeroko stosowane w małych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony i tablety, a także w napędach samochodów elektrycznych.

Siła elektromotoryczna akumulatorów litowo-jonowych wynosi 3 V. Ich schemat można przedstawić jako:

Li(s) | LiClO₄(s) | TiS₂(s)

Na elektrodzie litowej zachodzi proces utleniania litu, a jego jony wędrują do drugiej elektrody, gdzie ulegają redukcji, a wytworzony lit wbudowuje się w sieć krystaliczną siarczku tytanu(IV).

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zobacz

Ogniwa paliwowe i podsumowanie

Ogniwa paliwowe to zaawansowane elektrochemiczne źródła energii, które przetwarzają energię uwalnianą w procesie utleniania paliw konwencjonalnych (takich jak wodór, tlen, tlenek węgla(II) czy metan) bezpośrednio na energię elektryczną.

Example: Przykładem ogniwa paliwowego jest ogniwo wodorowo-tlenowe, w którym zachodzą następujące reakcje:

Anoda: 2H₂ + 4OH⁻ → 4H₂O + 4e⁻

Katoda: O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

Highlight: Obecnie trwają intensywne prace nad uproszczeniem budowy ogniw paliwowych i obniżeniem ich temperatury pracy, co ma na celu zmniejszenie kosztów produkcji i zwiększenie ich dostępności.

Budowa i działanie elektrochemicznych źródeł energii opiera się na wykorzystaniu reakcji redoks do generowania prądu elektrycznego. Każdy typ ogniwa ma swoją specyficzną konstrukcję i charakterystykę, co wpływa na jego zastosowanie i wydajność.

Vocabulary:

  • SEM - Siła elektromotoryczna, napięcie ogniwa w warunkach bezprądowych
  • Elektroliza - proces, w którym energia elektryczna powoduje przebieg reakcji chemicznej

Podsumowując, elektrochemiczne źródła energii stanowią kluczowy element współczesnej technologii energetycznej. Od prostych ogniw galwanicznych przez zaawansowane akumulatory litowo-jonowe po przyszłościowe ogniwa paliwowe, każde z tych rozwiązań ma swoje unikalne zalety i obszary zastosowań. Rozwój tych technologii jest niezbędny dla postępu w dziedzinie mobilności elektrycznej, magazynowania energii i zrównoważonego rozwoju energetycznego.

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zobacz

Page 4: Fuel Cell Technology

This final section covers Ogniwa paliwowe technology, focusing on hydrogen-oxygen fuel cells and their potential in sustainable energy generation.

Definition: Fuel cells convert chemical energy from conventional fuels directly into electrical energy through electrochemical processes.

Example: In hydrogen-oxygen fuel cells, hydrogen and oxygen combine to produce water and electrical energy.

Highlight: Research continues to focus on simplifying fuel cell construction and reducing operating temperatures to make the technology more commercially viable.

Vocabulary: Hydrogen-oxygen fuel cell - an electrochemical device that combines hydrogen and oxygen to produce electricity with water as the only byproduct.

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zobacz

Ogniwa elektrochemiczne i baterie

Elektrochemiczne źródła energii obejmują różne rodzaje ogniw galwanicznych, które przekształcają energię chemiczną w elektryczną. Jednym z przykładów jest ogniwo Daniella, w którym zachodzi reakcja między cynkiem a miedzią:

Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

W tym procesie energia jest przekazywana do otoczenia w formie ciepła, gdy blaszka cynkowa jest zanurzana w roztworze siarczanu(VI) miedzi(II).

Highlight: W ogniwach galwanicznych aż 97% energii może zostać pozyskana w postaci pracy elektrycznej, a tylko 3% stanowi efekt termiczny.

Rodzaje ogniw galwanicznych można podzielić na:

  • Nieregenerowalne (jednorazowego użytku)
  • Regenerowalne (wielokrotnego ładowania)

Baterie to zestawy co najmniej dwóch ogniw galwanicznych połączonych szeregowo lub równolegle. Napięcie elektryczne między elektrodami końcowymi ogniw połączonych szeregowo jest iloczynem liczby ogniw i napięcia pojedynczego ogniwa.

Example: Alessandro Volta skonstruował pierwszą baterię o napięciu około 180 V, łącząc szeregowo wiele ogniw.

Schemat ogniwa Volty przedstawia się następująco:

(-) Zn(s) | H₂SO₄(aq) | Cu(s) (+)

W obwodzie zamkniętym ogniwa Volty prąd przepływa dzięki procesom redukcji i utleniania.

Nie ma nic odpowiedniego? Sprawdź inne przedmioty.

Knowunity jest aplikacją edukacyjną #1 w pięciu krajach europejskich

Knowunity zostało wyróżnione przez Apple i widnieje się na szczycie listy w sklepie z aplikacjami w kategorii edukacja w takich krajach jak Polska, Niemcy, Włochy, Francje, Szwajcaria i Wielka Brytania. Dołącz do Knowunity już dziś i pomóż milionom uczniów na całym świecie.

Ranked #1 Education App

Pobierz z

Google Play

Pobierz z

App Store

Knowunity jest aplikacją edukacyjną #1 w pięciu krajach europejskich

4.9+

Średnia ocena aplikacji

15 M

Uczniowie korzystają z Knowunity

#1

W rankingach aplikacji edukacyjnych w 12 krajach

950 K+

Uczniowie, którzy przesłali notatki

Nadal nie jesteś pewien? Zobacz, co mówią inni uczniowie...

Użytkownik iOS

Tak bardzo kocham tę aplikację [...] Polecam Knowunity każdemu!!! Moje oceny poprawiły się dzięki tej aplikacji :D

Filip, użytkownik iOS

Aplikacja jest bardzo prosta i dobrze zaprojektowana. Do tej pory zawsze znajdowałam wszystko, czego szukałam :D

Zuzia, użytkownik iOS

Uwielbiam tę aplikację ❤️ właściwie używam jej za każdym razem, gdy się uczę.

Elektrochemiczne Źródła Energii: Budowa, Rodzaje i Działanie - Akumulatory i Ogniwa Galwaniczne

Elektrochemiczne źródła energii represent crucial power generation systems that combine chemical and electrical processes. This comprehensive guide explores various types of electrochemical cells, batteries, and fuel cells, with special focus on their construction, operation principles, and applications.

  • Galwaniczne cells like the Ogniwo Daniella demonstrate basic electrochemical principles
  • Chemiczne źródła prądu include both non-rechargeable batteries and rechargeable Akumulatory litowo-jonowe
  • Modern developments in Ogniwa paliwowe wodorowe show promise for sustainable energy
  • Battery technology continues evolving with focus on efficiency and environmental impact
  • Understanding of electrochemical processes is fundamental to modern energy storage

26.09.2022

1487

 

2/3

 

Chemia

63

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zarejestruj się, aby zobaczyć notatkę. To nic nie kosztuje!

Dostęp do wszystkich materiałów

Popraw swoje oceny

Dołącz do milionów studentów

Rejestrując się akceptujesz Warunki korzystania z usługi i Politykę prywatności.

Akumulatory i ogniwa specjalne

Ogniwo Leclanchégo to jedno z najbardziej popularnych ogniw nieregenerowanych, o sile elektromotorycznej (SEM) wynoszącej około 1,5 V. Jego schemat przedstawia się następująco:

Zn(s) | NH₄Cl(aq) | MnO₂(s)

Na elektrodzie cynkowej, która jest biegunem ujemnym, zachodzi proces utleniania polegający na roztwarzaniu metalu elektrody:

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻

Akumulatory to rodzaje ogniw galwanicznych, które można wielokrotnie ładować i rozładowywać. Reakcje elektrodowe zachodzące podczas czerpania prądu (rozładowywania) można odwrócić w procesie elektrolizy (ładowania).

Definition: Akumulator to ogniwo regenerowalne, w którym można wielokrotnie powtarzać procesy ładowania i rozładowywania.

W pojazdach mechanicznych powszechnie stosowany jest akumulator ołowiowy, którego schemat wygląda następująco:

Pb(s) | H₂SO₄(aq) | PbO₂(s)

Podczas ładowania akumulatora zachodzą te same reakcje, lecz w przeciwnym kierunku.

Highlight: Akumulatory litowo-jonowe są szeroko stosowane w małych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony i tablety, a także w napędach samochodów elektrycznych.

Siła elektromotoryczna akumulatorów litowo-jonowych wynosi 3 V. Ich schemat można przedstawić jako:

Li(s) | LiClO₄(s) | TiS₂(s)

Na elektrodzie litowej zachodzi proces utleniania litu, a jego jony wędrują do drugiej elektrody, gdzie ulegają redukcji, a wytworzony lit wbudowuje się w sieć krystaliczną siarczku tytanu(IV).

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zarejestruj się, aby zobaczyć notatkę. To nic nie kosztuje!

Dostęp do wszystkich materiałów

Popraw swoje oceny

Dołącz do milionów studentów

Rejestrując się akceptujesz Warunki korzystania z usługi i Politykę prywatności.

Ogniwa paliwowe i podsumowanie

Ogniwa paliwowe to zaawansowane elektrochemiczne źródła energii, które przetwarzają energię uwalnianą w procesie utleniania paliw konwencjonalnych (takich jak wodór, tlen, tlenek węgla(II) czy metan) bezpośrednio na energię elektryczną.

Example: Przykładem ogniwa paliwowego jest ogniwo wodorowo-tlenowe, w którym zachodzą następujące reakcje:

Anoda: 2H₂ + 4OH⁻ → 4H₂O + 4e⁻

Katoda: O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

Highlight: Obecnie trwają intensywne prace nad uproszczeniem budowy ogniw paliwowych i obniżeniem ich temperatury pracy, co ma na celu zmniejszenie kosztów produkcji i zwiększenie ich dostępności.

Budowa i działanie elektrochemicznych źródeł energii opiera się na wykorzystaniu reakcji redoks do generowania prądu elektrycznego. Każdy typ ogniwa ma swoją specyficzną konstrukcję i charakterystykę, co wpływa na jego zastosowanie i wydajność.

Vocabulary:

  • SEM - Siła elektromotoryczna, napięcie ogniwa w warunkach bezprądowych
  • Elektroliza - proces, w którym energia elektryczna powoduje przebieg reakcji chemicznej

Podsumowując, elektrochemiczne źródła energii stanowią kluczowy element współczesnej technologii energetycznej. Od prostych ogniw galwanicznych przez zaawansowane akumulatory litowo-jonowe po przyszłościowe ogniwa paliwowe, każde z tych rozwiązań ma swoje unikalne zalety i obszary zastosowań. Rozwój tych technologii jest niezbędny dla postępu w dziedzinie mobilności elektrycznej, magazynowania energii i zrównoważonego rozwoju energetycznego.

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zarejestruj się, aby zobaczyć notatkę. To nic nie kosztuje!

Dostęp do wszystkich materiałów

Popraw swoje oceny

Dołącz do milionów studentów

Rejestrując się akceptujesz Warunki korzystania z usługi i Politykę prywatności.

Page 4: Fuel Cell Technology

This final section covers Ogniwa paliwowe technology, focusing on hydrogen-oxygen fuel cells and their potential in sustainable energy generation.

Definition: Fuel cells convert chemical energy from conventional fuels directly into electrical energy through electrochemical processes.

Example: In hydrogen-oxygen fuel cells, hydrogen and oxygen combine to produce water and electrical energy.

Highlight: Research continues to focus on simplifying fuel cell construction and reducing operating temperatures to make the technology more commercially viable.

Vocabulary: Hydrogen-oxygen fuel cell - an electrochemical device that combines hydrogen and oxygen to produce electricity with water as the only byproduct.

ELEKTROCHEMICZNE ŹRÓDŁA ENERGII
Ogniwa elektrochemiczne
np. ogniwo Daniella:
2+
Zn + Cu → Zn
(s) (aq)
2+
(aq)
+ Cu
cu (s)
Energia przekazywa

Zarejestruj się, aby zobaczyć notatkę. To nic nie kosztuje!

Dostęp do wszystkich materiałów

Popraw swoje oceny

Dołącz do milionów studentów

Rejestrując się akceptujesz Warunki korzystania z usługi i Politykę prywatności.

Ogniwa elektrochemiczne i baterie

Elektrochemiczne źródła energii obejmują różne rodzaje ogniw galwanicznych, które przekształcają energię chemiczną w elektryczną. Jednym z przykładów jest ogniwo Daniella, w którym zachodzi reakcja między cynkiem a miedzią:

Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

W tym procesie energia jest przekazywana do otoczenia w formie ciepła, gdy blaszka cynkowa jest zanurzana w roztworze siarczanu(VI) miedzi(II).

Highlight: W ogniwach galwanicznych aż 97% energii może zostać pozyskana w postaci pracy elektrycznej, a tylko 3% stanowi efekt termiczny.

Rodzaje ogniw galwanicznych można podzielić na:

  • Nieregenerowalne (jednorazowego użytku)
  • Regenerowalne (wielokrotnego ładowania)

Baterie to zestawy co najmniej dwóch ogniw galwanicznych połączonych szeregowo lub równolegle. Napięcie elektryczne między elektrodami końcowymi ogniw połączonych szeregowo jest iloczynem liczby ogniw i napięcia pojedynczego ogniwa.

Example: Alessandro Volta skonstruował pierwszą baterię o napięciu około 180 V, łącząc szeregowo wiele ogniw.

Schemat ogniwa Volty przedstawia się następująco:

(-) Zn(s) | H₂SO₄(aq) | Cu(s) (+)

W obwodzie zamkniętym ogniwa Volty prąd przepływa dzięki procesom redukcji i utleniania.

Nie ma nic odpowiedniego? Sprawdź inne przedmioty.

Knowunity jest aplikacją edukacyjną #1 w pięciu krajach europejskich

Knowunity zostało wyróżnione przez Apple i widnieje się na szczycie listy w sklepie z aplikacjami w kategorii edukacja w takich krajach jak Polska, Niemcy, Włochy, Francje, Szwajcaria i Wielka Brytania. Dołącz do Knowunity już dziś i pomóż milionom uczniów na całym świecie.

Ranked #1 Education App

Pobierz z

Google Play

Pobierz z

App Store

Knowunity jest aplikacją edukacyjną #1 w pięciu krajach europejskich

4.9+

Średnia ocena aplikacji

15 M

Uczniowie korzystają z Knowunity

#1

W rankingach aplikacji edukacyjnych w 12 krajach

950 K+

Uczniowie, którzy przesłali notatki

Nadal nie jesteś pewien? Zobacz, co mówią inni uczniowie...

Użytkownik iOS

Tak bardzo kocham tę aplikację [...] Polecam Knowunity każdemu!!! Moje oceny poprawiły się dzięki tej aplikacji :D

Filip, użytkownik iOS

Aplikacja jest bardzo prosta i dobrze zaprojektowana. Do tej pory zawsze znajdowałam wszystko, czego szukałam :D

Zuzia, użytkownik iOS

Uwielbiam tę aplikację ❤️ właściwie używam jej za każdym razem, gdy się uczę.