Электрическую энергию можно получать различными способами, один из них осуществляется за счет преобразования энергии химических реакций. Впервые химический ток из химических растворов получил Алессандро Вольта. Он использовал соленую воду и металлы — цинк и медь. Таким образом была собрана первая соляная батарейка, которую назвали «Вольтовым столбом». Потом ее всячески совершенствовали, но изначально все было предельно просто.
Электрический химический ток вырабатывается в результате высвобождения электронов в процессе окислительно-восстановительных реакций. При этом участвуют непосредственно окислитель, восстановитель (в виде электродов), которые помещены в раствор электролита. «Собрать» ток возможно только при замыкании цепи. Движение электронов осуществляется от отрицательно заряженного электрода к положительному.
Химический ток и его источники
Одной из основных характеристик источников химического тока, или просто батареек, считается возможность вторичного их использования. Выделяют 3 вида таких источников.
- Гальванический элемент. Самые обычные батарейки, которые используются в различных электрических приборах: от фонарика до заводных игрушек. После того как в батарейке расходуется запас химических веществ, реакция проходить больше не может и ток не вырабатывается. Такие батарейки просто выбрасывают. Существуют два вида гальванических элементов, вырабатывающих первичный ток — соляные и щелочные. В первом случае в реакции участвуют электроды из марганца и цинка, а в качестве электролита выступает раствор хлорида аммония с различными загустителями. Во втором, электроды погружены в гидроксид калия. Щелочные элементы обладают большей емкостью и способны работать в более экстремальных условиях.
- Аккумуляторы. Повсеместно используются источники вторичного тока, которые заряжаются за счет электроэнергии. В этих случаях возможно возобновление окислительно-восстановительной реакции в реагентах. Для большинства современных электроприборов применяют литий — полимерные аккумуляторы, которые дают больший выход энергии.
- Топливные элементы. Мало отличаются от обычных батареек. Но действуют по совершенно другому механизму. В этом случае система остается открытой и необходимые химические вещества постоянно поступают из вне. Причем в качестве восстановителя может выступать обычный водород, а окислителя — воздух или кислород в чистом виде. Такие элементы используются в условиях космического пространства для обеспечения электроэнергией космических станций.
Столь несложные конструкции используются в повседневной жизни каждым. Сейчас трудно представить человека, который, собираясь в дорогу, не возьмет с собой около десятка электроприборов, которые работают либо на батарейках, либо за счет аккумулятора. Современные информационные технологии позволяют работать и общаться далеко от источников электроэнергии за счет именно таких долговечных батареек. И сложно представить, что изобретены они были в самом начале XIX века.
Производители современной техники предпочитают выбирать аккумуляторы для обеспечения работы своих приборов. Каждый человек в своем доме может насчитать несколько таких — мобильные телефоны, фотоаппараты, ноутбуки, дрели и тому подобное. Однако, ничто не бывает вечным и техника выходит из строя, а редко кто обращает внимание на знаки, которые изображены на аккумуляторах — нельзя выбрасывать в мусорное ведро. А если и заметить такие обозначения, все ровно остается проблема утилизации. Тем временем, тяжелые металлы и токсичные вещества из использованных батареек и аккумуляторов свободно проникают в почву и воду.
Проблема утилизации таких отходов стоит очень остро. Основной причиной можно назвать отсутствие пунктов приема отработанных источников тока. Но это уже непросто экологическая проблема. Большинству людей остается просто хранить дома вышедшие из строя устройства.
