22.1.2018

1

Akut, paristot, polttokennot MATERIAALIT JA TEKNOLOGIA, KE4

Akut ja paristot ovat kannettavia tehonlähteitä, jotka muuttavat kemiallista energiaa sähköksi. Niissä on tavallisesti yksi tai useampi galvaaninen kenno, josta saadaan sähkövirtaa

Määritelmä, akku ja paristo: Akku on laite, joka varaa energiaa ja vapauttaa sen sähköisessä muodossa ke-miallisen parin periaatteella. Akku voidaan ladata uudelleen elektrolyyttisesti. Paristo eli sähköinen pari (”patteri”) on kemiallisen reaktion tuloksena synty-vä, yleensä kertakäyttöinen sähkövirran lähde. Paristoja ei saa ladata! Syy: la-dattaessa tapahtuu elektrolyysireaktio, jonka seurauksena syntyvät kaasut voivat räjäyttää pariston. Akut ovat ns. sekundäärikennoja: • Reaktiotuotteet kiinteitä ja ne kiinnittyvät elektrodien pintaan. • Kennoreaktio tapahtuu myös ”paluusuuntaan”, joten kennon voi ladata. Eli

kenno toimii virtaa otettaessa galvaanisena kennona ja ladattaessa elek-trolyysikennona.

Paristot ovat ns. primäärikennoja: • Kennoreaktio tapahtuu vain ”menosuuntaan”, joten kennoa ei saa ladata.

Kenno toimii siis vain galvaanisena kennona.

AKKU PARISTO - lyijyakku, n. 2 V/kenno - kuivapari, eli Leclanchén elementti, 1,5 V, tavalliset AA ja AAA-paristot - litiumakku (Li-Ioni) n. 3,6 V - ”nappiparistot” 1,35 V ja 1,6 V - Nikkeli-kadmiumakku - alkaliparisto 1,5 V (Ni-Cd) 1,4 V

Monisteessa täydentävää tietoa, lähinnä reaktiot katodilla ja anodilla.

Määritelmä, polttokenno: Polttokenno on sähkökemiallinen jatkuvatoiminen laite, joka muuttaa poltto-aineen ja hapettimen kemiallisen energian sähköksi ja lämmöksi ilman pala-mista.

Polttokennon hyötysuhde on 40/50 − 70/80%, kun taas perinteisen poltto-moottorin (autot, mopot) hyötysuhde vain 30 − 40%. Yleisin polttoaine lie-nee vety, joten reaktiotuotteena tulee vettä myrkyttömyys ympäristölle!

22.1.2018

2

Auton akku koostuu kuudesta noin 2 V:n kennosta yhteensä 12 V.

O2 + 4 e– 2 O2–

2 H2 4 H+ + 4 e– tuotteet reagoivat edelleen 4 H+ + 2 O2– 2 H2O

Polttokennoissa kemiallinen energia muutetaan suoraan sähköenergiaksi, jolloin lämpöhäviötä ei tule hyötysuhde parempi.

22.1.2018

3

22.1.2018

4

22.1.2018

5