1. Ogniwa galwaniczne to urządzenia służące do czerpania prądu elektrycznego, wytwarzanego dzięki zachodzącym w nim przemianom elektrochemicznym.

2. Podstawową wielkością charakteryzującą ogniwa jest siła elektromotoryczna.

Siła elektromotoryczna ogniwa, SEM, jest miarą zdolności reakcji ogniwa do spowodowania przepływu elektronów przez obwód. SEM ogniwa definiuje się jako różnicę potencjałów elektrody dodatniej (o wyższej wartości potencjału Ekatoda) i ujemnej (Eanoda) dla ogniwa otwartego, czyli takiego, w którym obwód elektryczny nie jest zamknięty, a opór między biegunami ogniwa jest nieskończenie wielki.

3. Umówiono się, że będzie się porównywać SEM ogniw galwanicznych w warunkach standardowych. Dla tych warunków wartość SEM nazywana jest standardową siłą elektromotoryczną i oznaczana jest symbolem SEMo.

4. Zasada działania ogniw galwanicznych polega na wykorzystaniu uwolnionych w trakcie reakcji chemicznej elektronów, będących nośnikiem energii przekazywanej na sposób elektryczny.

Czyli możemy powiedzieć, że jest to bezpośrednia zamiana energii uwalnianej podczas reakcji chemicznej na en elektryczną.

5. zgodnie z konwencją sztokholmską potencjał półogniwa definiujemy jako siłę elektromotoryczną ogniwa zbudowanego w ten sposób, że prawym półogniwem jest badany roztwór z zanurzoną w nim elektrodą, w lewym standardowa elektroda wodorowa.

6. ogniwa możemy podzielić na pierwotne oraz wtórne. W ogniwach pierwotnych mamy do czynienia z nieodwracalną reakcją chemiczną, w której wytwarzana jest energia elektryczna. W ogniwach wtórnych mamy do czynienia z odwracalną reakcją chemiczną, gdzie w trakcie doprowadzania prądu z zewnątrz, zachodzi proces gromadzenia energii.

7. TABELKA

8. w ogniwie tym płytki cynkowa i miedziana zanurzone są w roztworze wodnym kwasu siarkowego (VI)

9. Na elektrodzie cynkowej zachodzi utlenianie jej materiału do kationów Zn⁺², które przechodzą do roztworu. Na elektrodzie miedzianej zachodzi reakcja redukcji jonów hydroniowych do gazowego wodoru. Jony siarczanowe nie uczestniczą w gruncie rzeczy w całym procesie, spełniając tylko rolę przeciwjonów dla jonów hydroniowych i cynkowych.

10. jest to takie ogniwo galwaniczne, w którym pierwsze półogniwo stanowi elektroda cynkowa zanurzona w roztworze siarczanu cynku ZnSO₄, a drugie elektroda miedziowa zanurzona w roztworze siarczanu miedzi CuSO₄. W ogniwie tym oba półogniwa nie stykają się ze sobą bezpośrednio lecz są połączone kluczem elektrolitycznym, najczęściej wykonanym z roztworu chlorku potasu (KCl).

12. INNE PRZYKŁADY

13. Akumulator ten zawiera elektrodę ujemną - anodę wykonaną z ołowiu metalicznego oraz elektrodę dodatnią - katodę z dwutlenku ołowiu (PbO₂) osadzonego na ołowiu metalicznym. Elektrolit stanowi około 30% wodny roztwór kwasu siarkowego(VI).

Źródłem siły elektromotorycznej jest przebiegająca reakcja.

14. Ładowanie akumulatora

15. INNE PRZYKŁADY

16. Ogniwo paliwowe to ogniwo generujące energię elektryczną z reakcji utleniania stale dostarczanego do niego z zewnątrz paliwa. W odróżnieniu od ogniw galwanicznych, w których energia wytwarzanego prądu musi zostać wcześniej zgromadzona wewnątrz tych urządzeń, ogniwa paliwowe nie muszą być wcześniej ładowane.

17. RODZAJE OGNIW PALIWOWYCH

18. autonomiczne ogniwo składa się z dwóch elektrod (katody i anody) oraz roztworu elektrolitu. Elektrodami są porowate struktury zbudowane z proszku węglowego połączonego odpowiednim lepiszem lub z proszków metalicznych, w obu przypadkach połączonych z odpowiednimi katalizatorami.

19. gazowy wodór zasila anodę, następnie dyfunduje przez anodę sięgając strefy reakcyjnej, w której w obecności katalizatora jest adsorbowany, rozpuszczany w elektrolicie oraz podlega dysocjacji a następnie reakcji z grupą wodorotlenową. Powstała w reakcji woda rozcieńcza elektrolit - KOH. Jon wodorotlenowy wykorzystywany w powyższej reakcji jest generowany w procesie katodowym - dwa elektrony przechodzą z anody przez obwód zewnętrzny.

Jeśli reakcję odniesiemy do jednego mola wodoru i jednego mola tlenu, to w procesie generowane będą cztery elektrony.

Po zsumowaniu reakcji katody i anody uzyskujemy łączną reakcję dla ogniwa. W praktyce jednak reakcja zachodząca zarówno na anodzie jak i na katodzie są bardziej złożone.

20. Najważniejsze zastosowania :

• energetyka,

• sondy i statki kosmiczne,

• systemy zasilania awaryjnego,

• dostarczanie energii w miejscach pozbawionych dostępu do sieci energetycznej,

• urządzenia mobilne - telefony komórkowe, palmtopy, notebooki,

• samochody na wodór,

• roboty mobilne - autonomiczne roboty wykonujące prace serwisowe (sprzątanie) lub transportowe.

21. zalety :

• nie zanieczyszczają powietrza

• proces produkcji nie zmienia chemicznej natury elektrod oraz wykorzystywanych elektrolitów

• nie muszą być wcześniej ładowane

wady :

• ciągle mała sprawność

• duży koszt produkcji ogniw

• wysoki koszt paliwa do ogniw
  

---