Электрохимия. Данько Е.Т - 36 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

36
Отдачу по энергии можно выразить через отдачу по току:
γ
э
= γ
т
з
р
U
U
.
(54)
Рассмотрим примеры решения задач.
Задача 1. Электродная ламель щелочного аккумулятора, в которую за-
прессовано 6,5 г положительной активной массы, состоящей из смеси гидро-
ксида никеля (II), графита и связующего, обладает разрядной ёмкостью 0,92 А·ч.
Рассчитать коэффициент использования Ni(OH)
2
, если активная масса электро-
да содержит 73,7 % общего никеля. Написать основную электродную реакцию.
Решение. На электроде протекает реакция
Ni(OH)
2
+OH
–1ē NiOOH +H
2
O.
Электрохимический эквивалент гидроксида никеля в этой реакции равен
ч.A/3,63г
26,81
97,2
nF
M
q
2
Ni(OH)
=
==
Активная масса гидроксида никеля, участвующая в электродном процессе
рассчитывается следующим образом:
m = 6,5·0,737 = 4,79 г.
Теоретическую ёмкость ламеля найдём по 1-му закону Фарадея (30):
ч.A 1,32
3,63
4,79
q
m
C
теор
===
Коэффициент использования Ni(OH)
2
рассчитывается по формуле
69,7%100%
1,32
0,92
100%
С
С
K
теор
факт
исп
=== .
Задача 2. Батарея свинцовых аккумуляторов имеет габариты 194×257×230
мм и массу 19,2 кг. При разряде током 7,0 А батарея работает не менее 10 ч при
среднем разрядном напряжении 6,0 В. Определить удельную ёмкость и энер-
гию батареи при этом режиме.
Решение. Суммарная реакция при разряде свинцового аккумулятора за-
писывается следующим образом:
Pb + PbO
2
+ 4H
+
+ 2SO
4
2
2PbSO
4
+ 2H
2
O.
Для расчета удельной ёмкости (48) необходимо рассчитать разрядную
ёмкость батареи по формуле (44):
С
факт
= 7,0·10 = 70,0 А·ч.
Исходя из габаритов батареи, её объём равен 11,5 л. Отсюда удельная ём-
кость равна:
С
m
= 70,0 / 19,2= 3,6 А·ч/кг;
С
v
= 70,0 / 11,5= 6,1 А·ч/л.
Удельную энергию найдем по формуле (50):
W
m
= 3,6·6,0 = 21,6 Вт·ч/кг;
W
v
= 6,1·6,0 = 36,6 Вт·ч/л.
      Отдачу    по    энергии     можно выразить через отдачу по току:
                                       U
                               γэ= γт р .                                        (54)
                                       Uз
      Рассмотрим примеры решения задач.
      Задача 1. Электродная ламель щелочного аккумулятора, в которую за-
прессовано 6,5 г положительной активной массы, состоящей из смеси гидро-
ксида никеля (II), графита и связующего, обладает разрядной ёмкостью 0,92 А·ч.
Рассчитать коэффициент использования Ni(OH)2, если активная масса электро-
да содержит 73,7 % общего никеля. Написать основную электродную реакцию.
      Решение. На электроде протекает реакция
                     Ni(OH)2 +OH––1ē ↔ NiOOH +H2O.
      Электрохимический эквивалент гидроксида никеля в этой реакции равен
                         M Ni(OH)      97,2
                      q=         2
                                   =            = 3,63г / A ⋅ ч.
                           nF         1 ⋅ 26,8
      Активная масса гидроксида никеля, участвующая в электродном процессе
рассчитывается следующим образом:
                               m = 6,5·0,737 = 4,79 г.
      Теоретическую ёмкость ламеля найдём по 1-му закону Фарадея (30):
                                         m 4,79
                               C теор = =            = 1,32 A ⋅ ч.
                                          q 3,63
      Коэффициент использования Ni(OH)2 рассчитывается по формуле
                                         С                0,92
                               K исп = факт ⋅ 100% =            ⋅ 100% = 69,7% .
                                         С теор           1,32

      Задача 2. Батарея свинцовых аккумуляторов имеет габариты 194×257×230
мм и массу 19,2 кг. При разряде током 7,0 А батарея работает не менее 10 ч при
среднем разрядном напряжении 6,0 В. Определить удельную ёмкость и энер-
гию батареи при этом режиме.
      Решение. Суммарная реакция при разряде свинцового аккумулятора за-
писывается следующим образом:
                  Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42 ↔ 2PbSO4 + 2H2O.
      Для расчета удельной ёмкости (48) необходимо рассчитать разрядную
ёмкость батареи по формуле (44):
                             Сфакт= 7,0·10 = 70,0 А·ч.
      Исходя из габаритов батареи, её объём равен 11,5 л. Отсюда удельная ём-
кость равна:
                             Сm= 70,0 / 19,2= 3,6 А·ч/кг;
                             Сv= 70,0 / 11,5= 6,1 А·ч/л.
      Удельную энергию найдем по формуле (50):
                             Wm= 3,6·6,0 = 21,6 Вт·ч/кг;
                             Wv= 6,1·6,0 = 36,6 Вт·ч/л.



36