galvãninis elemeñtas, elektrochèminis elemeñtas, vienkartinio naudojimo cheminis elektros energijos šaltinis, kuriame elektrocheminės oksidacijos‑redukcijos reakcijos energija verčiama elektros energija. Jį sudaro teigiamasis (dažniausiai vario, anglies, metalo oksido) ir neigiamasis (dažniausiai cinko) elektrodai, panardinti į elektrolito tirpalą arba įdėti į pastos pavidalo elektrolitą (sausasis galvaninis elementas). Kadangi elektrolite skirtingų medžiagų elektrodai įsielektrina skirtingo ženklo ir dydžio elektros krūviais, tarp jų susidaro 0,85–4,5 V potencialų skirtumas. Sujungus elektrodus išorine grandine, ja ima tekėti elektros srovė: teigiamojo elektrodo paviršiuje medžiaga redukuojasi (jonai virsta atomais), neigiamojo – oksiduojasi (atomai virsta jonais ir pereina į tirpalą). Srovė teka tol, kol bent prie vieno elektrodo nebelieka reagentų. Galvaniniai elementai skirstomi į aktyviuosius ir aktyvinamuosius, arba rezervinius. Aktyviųjų galvaninių elementų elektrodai jau gaminant suliečiami su elektrolitu, todėl jie dėl vykstančių pašalinių reakcijų išsikrauna savaime. Jų laikymo trukmė ribota. Aktyvinamųjų galvaninių elementų (dažniausiai naudojamos jų baterijos) elektrolitas yra atskirtas nuo elektrodų, todėl nenaudojamus juos galima laikyti ilgai. Aktyvieji galvaniniai elementai būna su skystu, pastos pavidalo arba kietu elektrolitu. Galvaniniai elementai su vandeniniu elektrolito tirpalu (natrio chlorido arba sieros ir azoto rūgščių tirpalu) buvo pirmieji galvaniniai elementai – Grove’o elementas, Voltos elementas. Vėliau juos pakeitė sausieji galvaniniai elementai; tokie yra mangano‑cinko, Leclanché elementas, gyvsidabrio‑cinko, oro‑cinko ir kiti. Didelę galvaninių elementų grupę sudaro ličio galvaniniai elementai, kurie būna su kietuoju, skystuoju, dujiniu arba interkaliatiniu (medžiaga su intarpais) katodu. Aktyvinamieji galvaniniai elementai, kol jie nenaudojami, laikomi be paruošto naudoti elektrolito. Vieni jų pradeda veikti į galvaninius elementus patekus vandeniui (tokie galvaniniai elementai naudojami, pvz., gelbėjimo liemenėse), kiti – juos pakaitinus (kietas elektrolitas išsilydo). Magnio‑vario(I) chlorido, magnio‑sidabro chlorido, magnio‑švino chlorido, magnio‑švino dioksido galvaniniai elementai aktyvinami vandeniu, sidabro‑cinko, švino amoniakinis galvaninis elementas – specialiu reagentu; kalcio‑kalcio chromato, ličio‑geležies disulfido galvaniniai elementai pradeda veikti tik pakaitinus (šie dar vadinami lydžiaisiais galvaniniais elementais). Galvaniniai elementai apibūdinami elektrovara, darbine įtampa, savitąja energija ir elektrine talpa (0,025–10 A·h). Naudojami buitinėje, karo ir kosminėje technikoje (gyvsidabrio‑cinko galvaniniai elementai, magnio‑vario chlorido galvaniniai elementai, ličio galvaniniai elementai, mangano‑nikelio galvaniniai elementai), signalizacijos sistemose (vario‑cinko galvaniniai elementai), nešiojamuose elektroniniuose prietaisuose (oro‑cinko galvaniniai elementai, ličio galvaniniai elementai), implantavimui į žmogaus kūną (ličio galvaniniai elementai su jodo katodu).

Pirmąjį galvaninį elementą 1792–94 išrado A. G. Volta. 19 a. pirmoje pusėje Johnas Fredericas Daniellis (Didžioji Britanija) ir B. Jakobi sukonstravo cinko‑vario galvaninį elementą, kuris tuo metu buvo praktiškai vienintelis elektros energijos šaltinis; nuo 19 a. antros pusės galvaniniai elementai naudojami telegrafo ir telefono ryšiuose. Ličio galvaniniai elementai pradėti gaminti 20 a. 8 dešimtmetyje (2019 už jų išradimą paskirta Nobelio chemijos premija).

-sausieji elementai; ličio jonų baterija

Papildoma informacija
Turinys
Bendra informacija
Straipsnio informacija
Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota
Siūlykite savo nuotrauką