Разгадана тайна сернокислотного аккумулятора

Новости / Разгадана тайна сернокислотного аккумулятора

Химики смогли разгадать загадку, которой более полутора веков – благодаря чему свинцово-сернокислотные аккумуляторы, которые можно найти под капотом большинства автомобилей, обладают столь уникальной способностью обеспечивать высокую силу тока.

Свинцово-сернокислотные аккумуляторы способны создавать значительную силу тока, необходимую для запуска двигателя автомобиля, благодаря исключительно высокой электропроводности материала, из которого изготовлен анод аккумулятора – диоксида свинца (PbО2). Тем не менее, еще с момента изобретения свинцово-сернокислотного аккумулятора в 1859 году до недавнего времени фундаментальные причины, лежащие в основе высокой электропроводности диоксида свинца, не были понятны исследователям.

 

Химики смогли разгадать загадку, которой более полутора веков – благодаря чему свинцово-сернокислотные аккумуляторы, которые можно найти под капотом большинства автомобилей, обладают столь уникальной способностью обеспечивать высокую силу тока.

Группа исследователей из Оксфордского Университета, Университета Бата и Колледжа Св. Троицы в Дублине полагает, что им, наконец, впервые удалось объяснить фундаментальные причины, лежащие в основе высокой электропроводности диоксида свинца.

Руководитель исследования, профессор Расс Эгделл (Russ Egdell) из Оксфорда заявляет, что способность свинцово-сернокислотного аккумулятора создавать силу тока, превышающую 100 А, необходимую для запуска стартера автомобиля, главным образом определяется тем фактом, что диоксид свинца, накапливающий химическую энергию в аноде аккумулятора, отличается высоким значением электропроводности, что позволяет при первой необходимости создавать ток с большой силой, однако причина электропроводности диоксида свинца до настоящего времени оставалась предметом многочисленных дискуссий – другие оксиды металлов с подобным строением (например, диоксид титана) не проводят электрический ток.

Квантово-химические исследования с помощью гибридного метода функционала плотности наряду с изучением анодного материала свинцово-сернокислотного аккумулятора с помощью метода нейтронной дифракции позволило определить, что хотя сам по себе диоксид свинца и представляет собой полупроводник с очень небольшим значением запрещенной зоны с непрямыми переходами (около 0.2  эВ), он приобретает черты материала с электронной проводимостью при потере его кристаллической решеткой атомов кислорода.

Исследователи предполагают, что обнаруженная ими закономерность может оказаться важной информацией, которая поможет при практической разработке новых перспективных материалов для анодов и катодов источников электроэнергии нового поколения.

      Информация о химии

      Берцелиус (Berzelius), Йёнс Якоб

      Шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус родился в селении Веверсунде на юге Швеции. Его отец был директором школы в Линчепинге. Берцелиус рано потерял родителей и уже во время обучения в гимназии зарабатывал частными уроками. Тем не ме ...

      Бартон (Barton), Дерек Харолд Ричард

      Английский химик Дерек Харолд Ричард Бартон родился в Грейвзенде, на берегу Темзы, неподалеку от Лондона, в семье Уильямса Томаса Бартона и Мод (Хенриетты) Бартон. Получив начальное и среднее образование в тонбриджской школе, он с ...

      Механистическая философия

      С уменьшением влияния ятрохимии натурфилософы вновь обратились к учениям древних о природе. На первый план в 17 в. вышли атомистические (корпускулярные) воззрения. Одним из виднейших ученых – авторов корпускулярной теории &n ...