2Ag-f-20H Ag20 + H20-r-2e. Через некоторое время
элемент приходит в такое состояние, как будто в нем не расходовались цинк и окись серебра.
Электродные реакции, легко' протекающие как в одну, так и в другую сторону, называют обратимыми. Элементы с обратимыми электродными реакциями называют аккумуляторами. Аккумулятор можно заряжать от внешнего источника электрической энергии и разряжать, подсоединяя к его электродам какой-нибудь потребитель, например электрическую лампочку. Теоретически количество циклов заряда-разряда может быть сколь угодно большим, на самом деле оно, конечно, ограничено. Свойством обратимости электродных реакций и, следовательно, способностью работать как аккумуляторы обладают далеко не все гальванические элементы.
Элемент Лешмннве
Вы куш ил в магамие батарейку для карманного фонарика яяв транзисторного радиоприемника. Знаете ли вы, что она представляет собой? Маргаачево-адщювый
элемент или батарею, состоящую из нескольких таких элементов. Первый маргаииево-дииховый элемент в 1865 году создал французский инженер Ж.-Л. Лекланше. Элемент состоял из стеклянной банки с раствором хлорида аммония (нашатыря) NH4CI, в который были погружены цинковый стержень (отрицательный электрод) и керамический пористый сосуд, аашлнеяяый смесью двуокиси марганца Мп02 я порошка кокса, с угольным стержнем — токоотводом (положительный электрод). В 1868 году было изготовлено более 20 ООО таких элементов.
Со временем цинковый стержень заменили цинковым стаканом, который одновременно служил и анодом, и корпусом элемента. Смесь марганца и порошка шкса вместо керамического сосуда стали помещать в тканевый мешочек или бумажный патрон. В 1880-х годах начали использовать так называемый загущенный злектролят, и элементы Лекланше превратились в сухие элемеяты. В таком виде практически почтя без изменений они до-
жили до наших дней. Сейчас во всем мире ежегодно производится 7—9 млрд. элементов.
Так же, как и в серебряно-цинковом элементе, в элементе Лекланше топливом служит цинк.
Оказалось, однако, что элементы Лекланше не удовлетворяют всем требованиям. На смену им приходят щелочные марганцево-цинковые элементы. Первый такой элемент был предложен в 1912 году, но только в 60-х годах в результате интенсивных работ, начатых в СССР и впоследствии проводимых в разных странах, были созданы улучшенные варианты щелочных марганцево-цинковых элементов, которые и получили сегодня широкое распространение.
Для питания наручных электронных часов и карманных калькуляторов чаще всего используются ртутно-цинковые элементы. По сравнению с любыми другими химическими источниками тока у ртутно-цинковых элементов удается снять самое большое количество энергии с единицы объема. Маленькие батарейки в ручных электронных часах работают без смены целый год, а то и больше. Ртутно-цинковые элементы в принципе можно подзаряжать, но заряжаются они плохо. Поэтому в тех случаях когда расход энергии относительно велик, например в слуховых аппаратах и карманных фонариках, лучше пользоваться аккумуляторами.
Топливные элементы
Все знают, как незаменим бывает электрический фонарик темной ночью в лесу. Приятно взять с собой на загородную прогулку транзисторный приемник или магнитофон, если, конечно, не включать их на полную мощность, отравляя тем самым существование окружающим. Не менее хорошо мы знаем и то, как быстро садятся батарейки, особенно в карманных фонариках. И никому не приходит в голову построить, скажем, автомобиль, приводимый в движение от гальванических элементов.
Кпд гальванических элементов очень высок. Топливо в них используется эффективнее, чем у тепловых электростанций, однако в качестве топлива применяют остродефицитные и дорогие металлы, такие, как цинк, кадмий, ртуть. Кроме того, существующие конструкции гальванических элементов не позволяют добавлять топливо по мере его расходования. Да в этом и нет необходимости, вряд ли кто-нибудь станет серьезно говорить об автомобиле или тепловозе, у которых в качестве горючего предлагалось бы использовать цинк или кадмий. Уделом гальванических элементов, по всей вероятности, так и останется питание радиоприемников, магнитофонов, электронных часов, карманных фонариков и калькуляторов.
А как обстоит дело с аккумуляторами? Тяговые аккумуляторы широко выпускаются промышленностью. И в нашей стране, и за рубежом давно уже созданы и опробованы образцы легковых и грузовых автомобилей, электрокаров и т. п. с питанием от аккумуляторов. Проблема создания электромобилей стала сейчас особенно насущной в связи с необходимостью всеми силами бороться за чистоту окружающей среды.