Akumulatory, baterie, ogniwa

Przystępnie napisana książka popularyzująca problematykę budowy współczesnych chemicznych źródeł energii oraz ich zastosowań w technice i życiu codziennym. Zawiera opis ogniw pierwotnych (cynk-mangan, cynk-tlenek rtęci, cynk-tlenek srebra, metal-powietrze, rezerwowe i litowe), ogniw odwracalnych (akumulatory kwasowo-ołowiowe, kadmowo-niklowe i żelazowo-niklowe oraz ogniwa wodorkowe, odwracalne cynkowo-manganowe i litowe, cynkowo-niklowe, odwracalne z tlenkiem srebra jako katodą, wysokotemperaturowe, stałe, REDOX, typu „Superkondensator”, hybrydowe ładowalne) oraz ogniw paliwowych (alkaliczne, z elektrolitem polimerowym, kwasowe, ze stopionymi węglami, ze stałymi tlenkami, metanolowe i inne) wraz z ich zastosowaniem.Omówiono baterie stosowane w pojazdach o napędzie elektrycznym ze szczególnym uwzględnieniem ogniw paliwowych.

Prof. dr hab. Jan M. Skowroński z Instytutu Chemii i Elektrochemii Technicznej Politechniki Poznańskiej pisze m.in. o książce "W moim przekonaniu, autorowi udała się rzecz trudna, a mianowicie pogodzenie w książce cech źródła wiedzy naukowej i technicznej z wyraźnym charakterem popularyzatorskim. Dzięki temu książka może być pomocna zarówno wykładowcom i studentom szkół wyższych, jak i szerokiemu kręgowi Czytelników zainteresowanych tematyką chemicznych źródeł prądu." Recenzja w czasopiśmie ELEKTRONIK nr 11/2005
Andrzej Czerwiński w swej publikacji w bardzo przystępny sposób przekazuje szeroką wiedzę na temat budowy współczesnych chemicznych źródeł energii oraz ich zastosowań w technice i życiu codziennym. Książka zawiera opis ogniw pierwotnych i odwracalnych oraz ogniw paliwowych wraz z ich zastosowaniem. Omówiono baterie stosowane w pojazdach o napędzie elektrycznym ze szczególnym uwzględnieniem ogniw paliwowych. Czytelnik może dowiedzieć się jak powstawały ogniwa i jak przebiegał postęp w ich wykorzystaniu i unowocześnianiu. Autor porusza również bardzo ważne kwestie współczesnych uregulowań prawnych w Polsce i Unii Europejskiej, dotyczących produkcji, odzysku i likwidacji zużytych baterii i akumulatorów. Na uwagę zasługuje forma przekazania wiedzy naukowej w bardzo przystępny dla każdego zainteresowanego tematem chemicznych źródeł energii czytelnika. (KW)

Spis treści:

Wstęp 8

1. Trochę teorii i historii 11
1.1. Historia ogniw galwanicznych 11
1.1.1. Wszystko zaczęło się już w czasach starożytnych 11
1.1.2. Aleksander Volta - ojciec współczesnych baterii 13
1.1.3. Większość obecnie popularnych ogniw powstało
już w XIX w. 16

2. Czy wszystkie baterie są takie same? Trochę informacji
ogólnych dla użytkowników 22
2.1. Podziały ogniw galwanicznych 22
2.2. Co przeszkadza w pracy ogniwa? 26
2.3. Jak obliczamy energię zmagazynowaną w ogniwie? 28
2.4. Jak łączyć ogniwa, aby otrzymać nowe baterie? 31
2.5. Zasady eksploatacji ogniw galwanicznych 32

3. Ogniwa pierwotne 34
3.1. Ogniwa cynkowo-manganowe 35
3.1.1. Ogniwa Leclanchégo często nazywane ogniwami
cynkowo-węglowymi 35
3.1.2. Praca ogniwa zależy od jakości użytych materiałów
elektrodowych 36
3.1.3. "Pasożytnicze" reakcje zachodzące nie tylko podczas
pracy ogniwa 40
3.2. Co zrobiono, aby polepszyć pracę ogniwa? 44
3.2.1. Chlorkowe ogniwa cynkowo-węglowe, kolejna modyfikacja
ogniwa Leclanchégo 46
3.2.2. Alkaliczne baterie cynkowo-manganowe 46
3.2.3. O czym powinien pamiętać użytkownik baterii? 50
3.3. Dalsze modyfikacje ogniwa Leclanchégo 51
3.3.1. Ogniwa cynk-tlenek rtęci (ogniwa rtęciowe) 51
3.3.2. Bateria cynk-tlenek srebra(I) 54
3.3.3. Ogniwa metal-powietrze 56
3.4. Czy w bateriach tylko cynk może być anodą? Czyli
o innych rodzajach baterii pierwotnych 62
3.5. Ogniwa litowe - rewolucja w dziedzinie baterii 63
3.5.1. Ogniwa litowe z nierozpuszczalnymi katodami 70
3.5.2. Ogniwa litowe z rozpuszczalnymi katodami 78
3.5.3. Ogniwa litowe z ciekłymi katodami 82
3.6. Podsumowanie 85

4. Ogniwa II rodzaju (odwracalne) 86
4.1. Przemysł motoryzacyjny - zapotrzebowanie na ogniwa 89
4.2. Akumulatory ołowiowe (kwasowo-ołowiowe) 96
4.3. Akumulatory niklowo-kadmowe 114
4.3.1. Podsumowanie - czyli co powinniśmy pamiętać
o akumulatorach niklowo-kadmowych 124
4.4. Akumulatory z anodą żelazową 125
4.4.1. Akumulatory żelazowo-kadmowe 125
4.4.2. Ogniwa srebrowo-żelazowe 127
4.5. Ogniwa wodorkowe (Ni-MH) 127
4.6. Baterie litowe drugiego rodzaju 133
4.6.1. Ogniwa ze stałą anodą litową, stałą katodą
i ciekłym elektrolitem 134
4.6.2. Ogniwa z interkalowanym litem i jego jonami
w stałych elektrodach 137
4.6.3. Ogniwa ze stałym elektrolitem polimerowym 141
4.6.4. Ogniwa z polimerową elektrodą dodatnią (katodą) 142
4.6.5. Podsumowanie ogniw litowych 142
4.7. Ogniwa wysokotemperaturowe 143
4.7.1. Ogniwa ze stałym elektrolitem 144
4.7.2. Podsumowanie 147
4.8. Podsumowanie rozdziału o akumulatorach 148

5. Ogniwa paliwowe 152
5.1. Wstęp 152
5.2. Ogniwa paliwowe z elektrolitem polimerowym (PEMFC) 156
5.3. Ogniwa paliwowe wysokotemperaturowe 159
5.4. Ogniwa paliwowe alkaliczne 160
5.5. Jak magazynować paliwo? 162
5.6. Ogniwa paliwowe alkoholowe (DAFC) 165
5.6.1. Ogniwa paliwowe metanolowe (DMFC) 165
5.7. Podsumowanie 168

6. Ogniwa hybrydowe - coś pośredniego pomiędzy
akumulatorami i ogniwami paliwowymi 170
6.1. Odwracalne ogniwa cynkowo-powietrzne 170
6.2. Akumulatory żelazowo-powietrzne 172

7. Czy są jeszcze inne ogniwa? 174

8. Superkondensatory - czyli w jaki sposób można
magazynować ładunek elektryczny 175

9. Prawo UE i RP dotyczące akumulatorów i baterii 177

10. Uzupełnienie 181
10.1. Jak działają ogniwa? 181
10.2. Co to jest siła elektromotoryczna? 184

Bibliografia 186