Přejít k obsahu
Merck
DomůAplikaceVěda o materiálech a materiálové inženýrstvíBaterie, superkondenzátory a palivové články

Baterie, superkondenzátory a palivové články

Stylizovaná ilustrace válcové baterie na žlutém pozadí. Baterie je znázorněna v řezu, který zdůrazňuje vnitřní vrstvy a součásti. Jsou vyznačeny kladný a záporný pól a kolem baterie je nakreslena kruhová dráha znázorňující tok elektronů. Vnitřní vrstvy jsou znázorněny v růžové a žluté barvě, přičemž černé tečky představují ionty.

Baterie, palivové články a superkondenzátory jsou systémy, které využívají odlišné mechanismy elektrochemického ukládání a přeměny energie, avšak vykazují podobné elektrochemické vlastnosti pro aplikace vyžadující vysokou hustotu energie a výkonu.



Vybrané kategorie

Soubor charakteristických lahviček značky Sigma-Aldrich uvnitř řezu baterie.
Materiály pro baterie

Materiály pro baterie zajišťují reprodukovatelnost dat a podporují výzkumné potřeby od laboratorního měřítka až po sériovou výrobu, čímž přispívají ke spolehlivému výkonu.

Nakupovat produkty
Petriho miska s dynamickým M vytvořeným ze solí vysoké čistoty
Soli vysoké čistoty

Nabízíme široký sortiment solí vysoké čistoty, včetně dusičnanů, šťavelanů, halogenidů, síranů, uhličitanů a acetátů, které jsou k dispozici jak v bezvodé, tak v hydratované formě. 

Nakupovat produkty
Vysoce čisté oxidy a keramika používané při výrobě lehkých, vysoce výkonných polovodičů a v aplikacích pro vysokoteplotní tepelnou a elektrickou izolaci.
Oxidy a keramika

Nabízíme široký sortiment oxidů a keramických materiálů vysoké čistoty, které jsou vyráběny pomocí specializovaných syntetických a čistících postupů a vyznačují se různými velikostmi částic.

Nakupovat produkty
Na obrázku je znázorněn výřez z periodické tabulky s kovovými prvky, jejich symboly a atomovými čísly.
Kovy a slitiny vysoké čistoty

Nabízíme široký sortiment vysoce čistých kovů a slitin v nejrůznějších složeních a velikostech částic, a to i na míru pro vaše výzkumné a výrobní účely.

Nakupovat produkty

Baterie

Baterie

Baterie se skládá z elektrod (katody (+) a anody (-)), vodivého elektrolytu a separátoru mezi anodou a katodou. V dobíjecích lithium-iontových bateriích (LIB) migrují mezi elektrodami jednovalentní lithiumové kationty. Při vybíjení dochází k oxidaci anody (-) (ztráta elektronů) a k redukci katody (získání elektronů). Při nabíjení se tento proces obrací. Díky své vysoké energetické a výkonové hustotě, zvýšené bezpečnosti a nižším nákladům na materiály přinesly LIB revoluci v elektronickém průmyslu a jsou součástí mnoha aspektů našeho života, od mobilních zařízení až po elektromobily. V roce 2019 byla Nobelova cena za chemii udělena vědcům, kteří vyvinuli technologii LIB. 

Vyhledávání dokumentů
Hledáte podrobnější informace?

Využijte naše vyhledávání dokumentů, kde najdete technické listy, certifikáty a technickou dokumentaci.

Vyhledat dokumenty
Ilustrace palivového článku typu PEM na modrém pozadí. Obrázek znázorňuje proudění vodíku (H₂) a kyslíku (O₂) do článku, přičemž jako vedlejší produkt vzniká voda (H₂O). Schéma obsahuje šipky znázorňující pohyb elektronů (e⁻) a protonů (H⁺) a vnitřní strukturu s několika vrstvami a průtokovými kanály.

Palivové články

Palivové články se skládají z anody, katody a vodivého elektrolytu a jsou často zapojeny do série, aby vytvořily svazek a zvýšily tak celkové množství vyrobené elektřiny. Elektroda je tvořena porézním materiálem, který je potažen katalyzátorem pro výrobu elektřiny. Existuje pět hlavních typů palivových článků, které se liší podle typu použitého elektrolytu: polymerová elektrolytová membrána, pevný oxid, kyselina fosforečná, alkalický a roztavený uhličitan. Technologie polymerní elektrolytové membrány, známá také jako technologie membrány pro výměnu protonů (PEM), je považována za nejslibnější náhradu za technologii alkalických palivových článků.

Palivové články byly vyvinuty jako technologie alternativní energie díky své vysoké účinnosti, nízkým emisím a malému dopadu na životní prostředí, čímž předčí tradiční spalovací motory. Palivové články produkují jako odpadní produkty pouze teplo a vodu, což z nich činí slibného kandidáta na budoucí zdroje energie v široké škále aplikací, včetně přenosných zařízení, stacionárních zařízení a dopravních řešení.

Příklad superkondenzátoru sestávajícího ze dvou elektrod, elektrolytu a separátoru, který umožňuje přenos iontů a zároveň udržuje polarizující elektrody oddělené.

Superkondenzátory

Součásti superkondenzátorů jsou podobné jako u baterií. Superkondenzátory se však vyznačují svou schopností akumulace náboje. Materiály elektrod přispívají k akumulačnímu výkonu superkondenzátoru a lze je rozdělit do tří kategorií: kondenzátory s dvojitou vrstvou, které fungují na elektrostatickém principu, pseudokondenzátory, které fungují na elektrochemickém principu, a hybridní kondenzátory, které využívají oba principy.

Superkondenzátory představují zdroj energie s vysokou hustotou, vysokou kapacitou pro akumulaci energie, dlouhou životností a schopností rychlého nabíjení, díky čemuž jsou ideální pro použití v hybridních vozidlech, přenosných zařízeních a při získávání energie z okolního prostředí.