Химические источники тока

Чтобы понять, почему ученые-материаловеды так охотятся за псевдоемкостью, нужно сначала разобраться в двух классических лагерях электрохимических источников тока. С одной стороны стоят традиционные конденсаторы, с другой - химические аккумуляторы. Псевдоемкость - это попытка взять лучшее от обоих миров, но физика и химия работают в ней совершенно по-разному. В основе работы классического суперконденсатора (его еще называют ионистором) лежит механизм ЭДЭС. Представьте себе пористый углеродный материал...

Представьте две ситуации. В первой вам нужно не спеша пройти марафонскую дистанцию в 42 километра, равномерно расходуя силы. Во второй – сорваться с места и пробежать стометровку за 10 секунд на пике человеческих возможностей. Для этих задач нужны совершенно разные атлеты. В мире электроники происходит то же самое. Когда смартфону нужно работать весь день, нам нужен «марафонец». А когда лазеру, фотовспышке или электробусу на остановке требуется мощный рывок энергии за доли секунды, на сцену выходит «спринтер»...

Мы привыкли думать, что электричество – это прерогатива розеток, проводов и гаджетов. Но прямо сейчас, пока вы читаете этот текст, внутри вашего тела бушует настоящая электрохимическая буря. Ваше сердце бьется, мышцы двигаются, а мозг обрабатывает информацию только потому, что Вы – ходячая электростанция. Как устроено биологическое электричество и почему нас не бьет током изнутри? Давайте разберем эти вопросы в заметках на полях. В розетке ток – это направленное движение свободных электронов по металлическим проводам...

В прошлом посте мы разбирались, как устроены водородные автомобили. Главный вывод: внутри них стоит маленький электрохимический завод (топливный элемент), который соединяет водород с кислородом, дает ток и выбрасывает в атмосферу только чистую воду. Казалось бы – идеальная экологичная сказка! Но у этой сказки есть «грязный» секрет. Дело в том, что водород в чистом виде на Земле не валяется. Его нужно откуда-то добывать. И в зависимости от способа добычи электрохимики красят этот бесцветный газ во все цвета радуги...

Когда заходит речь о водородном транспорте, многие представляют себе машину с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), в который вместо бензина заливают водород. Такие проекты были, но это тупиковый путь – неэффективно и шумно. Современный водородный транспорт (например, легендарная Toyota Mirai) – это на самом деле электромобиль. Только у него вместо огромной и тяжелой батареи под капотом установлен персональный химический завод. Давайте разберем, как устроена эта магия с точки зрения электрохимии...

Мы щелкаем пультом от телевизора, включаем фонарик или проверяем время на настенных часах. За всеми этими привычными действиями стоит незаметный, но незаменимый помощник – обычная пальчиковая батарейка. Мы знаем, что внутри нее скрыта энергия. Но как именно эта маленькая металлическая капсула умудряется производить электричество? Если разрезать батарейку (чего делать строго не рекомендую!), мы не найдем там ни крутящихся шестеренок, ни готовых электрических молний. Там внутри – тишина и неподвижная химическая паста...