Химические источники тока. Элемент Лекланше. Аккумуляторы. Устройство и принцип действия кислотного (свинцового) аккумулятора

В настоящее время в мире имеется более 10 млрд. индивидуальных химических источников тока. Их суммарная мощность, по некоторым оценкам, равна мощности всех электростанций.

ЭДС любого работающего гальванического элемента с течением времени уменьшается из-за торможения анодного и катодного процессов:

- на аноде накапливаются ионы металла и его потенциал становится менее отрицательным;

- на катоде накапливаются электроны и его потенциал становится менее положительным.

Аккумулятор – это обратимый гальванический элемент, который после разрядки вновь может быть заряжен пропусканием постоянного электрического тока в обратном направлении.

В зависимости от вида электролита применяют кислотные и щелочные аккумуляторы. Кислотные аккумуляторы представляют собой сосуд, заполненный электролитом соответствующей плотности, т. е. раствором серной кислоты H2SO4 в дистиллированной воде, в который погружен блок пластин из чистого свинца РЬ и блок пластин из перекиси свинца РЬО2 Вследствие постоянно происходящей диссоциации молекул кислоты в электролите заряженного аккумулятора имеются ионы водорода Н2 (катионы) и ионы кислотного остатка SO4 (анионы). Если пластины аккумулятора замкнуть на некоторое сопротивление, то через него потечет ток. Отрицательно заряженные ионы SO4 будут стремиться к пластинам из чистого свинца, заряженным положительно. Ионы водорода, имеющие положительный заряд, будут стремиться к отрицательным пластинам, содержащим двуокись свинца. Пластины из свинца принято называть отрицательными, а из двуокиси свинца – положительными.
При разрядке кислотного аккумулятора происходят следующие химические реакции:
у отрицательной пластины
Pb + SO4 = PbS04;
у положительной пластины
РЬО2 + H2+H2SO4=PbSO4+2H2O.