Sách Vật lý/Điện/Nguồn Điện/Điện giải
(Đổi hướng từ Sách vật lý/Điện/Nguồn Điện/Điện giải)
Điện giải là phản ứng hóa học giửa hai kim loại và axit tạo ra Điện . Điện giải tạo ra điện không đổi theo thời gian được gọi là Điện DC . Điện giải được dùng tao ra Bình ắc ki cung cấp Điện DC
So sánh các loại pin sạc
[sửa]Kiểu Miêu tả Thành phần Mật độ năng lượng
(MJ/kg)Áp dụng Tình trạng phát triển Pin Nickel-sắt Với điện áp chỉ định của một cell là 1.2V, là một loại pin rất mạnh và chịu được các lạm dụng, (sạc quá cao, sử dụng quá nhiều, ngắn mạch và chấn động nhiệt) và có thể có tuổi thọ cao mặc cho bị lạm dụng. Thường được sử dụng trong các tình huống dự phòng nơi nó có thể được sạc liên tục và có thể bền đến 20 năm. Giới hạn của nó: mật độ năng lượng thấp, khả năng trữ điện kém, và hoạt động kém trong điều kiện nhiệt độ thấp, và giá sản xuất cao so với pin acid chì dẫn đến sự giảm sút trong việc sử dụng cùng với có tỉ số năng lượng - trọng lượng thấp nhất. cathode: Nickel(III) oxide-hydroxide
anode: iron
electrolyte: potassium hydroxideSản xuất từ 1903 Pin acid - chì Pin acid chì ướt: (Bình ac-quy) Ưu điểm chính của hóa chất này là giá thành thấp - một pin lớn (ví dụ 70 Ah) là tương đối rẻ khi so sánh với các hóa chất khác. Tuy nhiên, pin hóa chất này có mật độ năng lượng thấp hơn các loại pin hóa chất khác hiện hành. 0.11 Xe hơi, hệ thống báo động và các nguồn điện không bị ngắt Phát minh năm 1859 Pin Gel: Một kiểu pin VRLA. Không giống như pin ướt chì - acid truyền thống, những cell của pin gel được điều khiển bằng van. gelified electrolyte Trong xe hơi, tàu thủy, máy bay, và các loại phương tiện có động cơ khác Thủy tinh hấp thụ: Một kiểu pin VRLA. Những tấm trong một pin AGM có thể phẳng như là các cell ướt trong pin chì - acid, hay chúng được cuốn lại theo hình xoắn ốc. Trong loại AGM hình trụ, những tấm mỏng và được cuộn lại, như trong hầu hết các loại cell có thể sạc lại được, theo hình xoắn ốc và chúng đôi khi được gọi là các tấm xoắn ốc. electrolyte được hấp thụ vào một tấm bằng sợi thủy tinh Pin Nickel cadmium Loại hóa chất này cho một đời sống tính theo số chu kì nạp xả dài nhất (trên 1500 chu kì), nhưng có mật độ năng lượng thấp so với một số hóa chất khác. Các loại pin sử dụng các kỹ thuật cũ hơn chịu hiệu ứng nhớ, nhưng điều này đã được giảm nhiều trong các loại pin hiện đại. Cadmium độc cho hầu hết các dạng sống, đem lại những mối quan tâm về môi trường. anode: cadmium
cathode: nickelSử dụng trong nhiều đồ điện gia dụng, nhưng bị lấn chỗ bởi các kiểu Li-ion và Ni-MH Sản xuất hàng loạt từ năm 1946 Pin Nickel metal hydride Giống như pin nickel-cadmium (NiCd) như có một hợp kim hấp thụ hydride cho anode thay vì cadmium; do đó, nó ít độc hại hơn đối với môi trường. Một pin NiMH có thể có dung lượng hai đến ba lần so với một pin NiCd cùng kích thước và hiệu ứng nhớ không lớn lắm. Tuy vậy, so với hóa chất lithium ion, mật độ năng lượng tính theo thể tích thấp hơn và khả năng tự xả là cao hơn. anode: hợp kim hấp thu
cathode: nickel0.22 các loại xe hybrid như Toyota Prius và các đồ điện dân dụng sản xuất từ năm 1983 Pin Lithium ion Một loại pin hóa học tương đối mới cho một mật độ nạp rất cao (nghĩa là một pin nhẹ có thể trữ được rất nhiều năng lượng) và không bị chịu bất cứ hiệu ứng nhớ nào. 0.54 to 0.72 Laptops, các điện thoại - máy ảnh, một số MP3 players có thể sạc lại được và hầu hết các thiết bị số xách tay khác Sản xuất khoảng 1990 Pin Lithium ion polymer Có các tính chất giống như lithium-ion, nhưng có mật độ sạc thấp hơn một chút và tỉ lệ phân hủy theo chu kì lớn hơn. Các cell siêu mỏng (dày 1 mm) cho các loại PDA mới nhất Sản xuất từ 1996 Pin NaS Có mật độ năng lượng cao, hiệu quả sạc/xả cao (89—92%), chu kì đời sống dài, và được làm từ các vật liệu không đắt tiền, không độc. Tuy nhiên, nhiệt độ vận hành 300 đến 350 °C và bản chất ăn mòn cao của sodium làm nó chỉ thích hợp cho các ứng dụng lớn không di động. Một ứnd dụng được đề nghị là các bình trữ điện mạng lưới điện Pin Nickel-kẽm Là một loại pin sạc lại thường được sử dụng trong các xe nhẹ chạy bằng điện. Pin này vẫn chưa được thấy phổ biến trên thị trường, nhưng chúng được xem là những pin của thế hệ kế tiếp sử dụng cho những ứng dụng có nhu cầu cao, mà được xem là sẽ thay thế pin chì - acid bởi tỉ số năng lượng/trọng lượng và công suất/trọng lượng (đến 75% nhẹ hơn với cùng công suất), và tương đối rẻ hơn so với pin nickel-cadmium (giá mong đợi là giữa NiCd và chì-acid, nhưng với độ tích trữ năng lượng gấp đôi). Pin muối nấu chảy Loại pin điện ở nhiệt độ cao có thể cung cấp cả mật độ năng lượng cao thông qua việc lựa chọn cặp hóa chất phản ứng thích hợp cũng như là mật độ công suất cao thông qua độ dẫn điện cao của các chất muối điện phân nấu chảy. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng khi mật độ năng lượng cao và mật độ công suất cao được đòi hỏi. Những đặc điểm này làm pin muối nấu chảy có nhiều triển vọng được sử dụng trong các xe hơi chạy bằng điện. Vận hành ở nhiệt độ 400 đến 700°C tuy vậy đã đem lại các vấn đề về quản lý nhiệt độ và độ an toàn và đặt ra nhiều yêu cầu gắt gao cho các cấu phần còn lại của pin. chất điện phân bằng muối nấu chảy Pin siêu sắt Một loại pin mới có thể sạc lại. "Siêu-sắt" là một moniker cho một loại muối sắt đặc biệt (iron(VI)): potassium ferrate hay barium ferrate, được sử dụng trong loại pin mới này. Cho đến năm 2004, nhà hóa học Stuart Licht tại Đại học Massachusetts ở Boston đang dẫn đầu về việc nghiên cứu về loại pin siêu-sắt. Đang nghiên cứu Pin kẽm bromide Là một loại pin nhiên liệu lỏng hybrid. Một dung dịch kẽm zinc bromide được tích trữ trong hai bình chứa. Khi pin được nạp hay xả dung dịch (chất điện phân) được bơm thông qua một lò phản ứng trở lại vào hai bình. Một bình được sử dụng để chứa chất điện phân cho phản ứng ở điện cực dương và bình kia cho điện cực âm. chất điện phân zinc bromide