БАТАРЕИ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА
Электрическая батарея («батарейка») - это переносной источник электрического тока (разд. 5.4), состоящий из одного или нескольких соединенных между собой химических источников тока (гальванических элементов). Напомним, что химический источник тока, в котором не происходит регенерации (обновления) реагентов, называется первичным элементом или элементом одноразового действия. В отличие от этого во вторичном элементе, или аккумуляторе, возможна перезарядка в результате регенерации реагентов, входящих в состав элемента. Ниже будут рассмотрены химические источники тока трех типов и протекающие в них окислительно-восстановительные реакции.
Сухой элемент
Сухой элемент (рис. 10.22) представляет собой первичный химический источник тока, или гальванический элемент одноразового действия, который используется для питания переносных радиоприемников, наручных часов и фонарей. После разрядки сухой элемент нельзя использовать повторно, и его приходится выбрасывать. Тем не менее удобство такого портативного источника тока заключается в том, что все его составные части представляют собой твердые или пастообразные вещества, упаковка которых предотвращает их попадание на окружающие предметы. Анодом сухого элемента служит его цинковая оболочка, а катодом - графитовый стержень, окруженный слоем оксида 
и углерода. В качестве электролита используется паста из хлорида цинка, хлорида аммония и воды. На электродах сухого элемента протекают следующие полуреакции:
На аноде 
На катоде 
Суммарная реакция описывается уравнением
Напряжение сухого элемента составляет от 1,25 до 1,50 В.
Рис. 10.22. Сухой элемент.
Свинцовый аккумулятор
Свинцовый аккумулятор представляет собой вторичный (перезаряжаемый) химический источник тока - полуреакции, протекающие на его электродах, легко обратимы. Он состоит из свинцового анода и катода в виде свинцовой решетки, набитой оксидом свинца (IV). Электролитом служит серная кислота. На электродах свинцового аккумулятора протекают следующие полуреакции:
На аноде 
На катоде 
Суммарная реакция описывается уравнением
Ток, получаемый от свинцового аккумулятора, может быть усилен, если сконструировать катод в виде ряда пластин, которые чередуются с несколькими анодными пластинами (рис. 10.23). Каждый такой аккумулятор дает напряжение, приблизительно равное 2 В. Батареи, используемые в автомобилях, обычно состоят из шести таких аккумуляторов, соединенных последовательно и дающих напряжение около 12 В.
Для перезарядки батареи необходимо пропускать через нее ток от внешнего источника. Это заставляет электродные реакции протекать в обратном направлении, Когда свинцовая аккумуляторная батарея полностью заряжена, серная кислота в ней имеет относительную плотность, приблизительно равную 1,275. В процессе разрядки а обоих электродах происходит образование сульфата 
что снижает
Рис. 10.23. Свинцовые аккумуляторы, а - свинцовый аккумулятор - блок аккумуляторной батареи; б - схема автомобильной батареи.
концентрацию серной кислоты и, следовательно, ее плотность. Поэтому относительная плотность серной кислоты в свинцовом аккумуляторе указывает, насколько она разряжена. При перезарядке относительная плотность серной кислоты восстанавливает свое исходное значение.
Относительная плотность - это отношение массы некоторого объема вещества к массе такого же объема воды при температуре 
Относительная плотность - безразмерная величина. Применительно к кислоте в аккумуляторных батареях вместо термина «относительная плотность» нередко используется устаревший термин «удельный вес».
Топливные элементы
Мы уже упоминали о химических источниках тока этого типа в разд. 5.4. Топливный элемент представляет собой первичный (неперезаряжаемый) химический источник тока, в котором происходит непрерывное возмещение расходуемых реагентов и непрерывное удаление образующихся продуктов. На рис. 10.24 дано схематическое
Рис. 10.24. Схема простейшего топливного элемента.
изображение простейшего топливного элемента. Газообразный водород и кислород пропускают через пористые угольные электроды в концентрированный раствор какой-либо щелочи. Угольные электроды содержат платиновый катализатор. На электродах такого топливного элемента протекают следующие полуреакции:
На аноде 
На катоде 
Суммарная реакция описывается уравнением
Воду удаляют из топливного элемента. После очистки ее можно использовать в качестве питьевой воды, как это делается, например, в космических кораблях.
В некоторых водородно-кислородных топливных элементах используется кислотный электролит, в котором водород и кислород вступают в такие реакции:
На аноде 
На катоде 
Суммарная реакция, однако, от этого не изменяется.
