Разложение электролита

[Vlad123]

Одним из главных ограничителей энергоемкости ионисторов является предел разложения электролита, который снижает рабочее напряжение ионистора всего до нескольких вольт. Существуют твердотельные ионисторы на основе проводящего пластика, но их рабочее напряжение тоже несколько вольт. То же касается и твердотельных "суперионных" проводников.

Хотелось бы узнать, почему предел разложения электролитов (как жидких так и твердых) столь низкий и что будет если использовать в качестве электролита, скажем, проводящую керамику, сродни той которая используется в серно-натриевых акк-ах? Неужели она тоже начнет распадатся на ионы если приложить напряжение всего в несколько вольт?

Изменено 23 Июля, 2016 в 16:19 пользователем Vlad123

[yatcheh]

Одним из главных ограничителей энергоемкости ионисторов является предел разложения электролита, который снижает рабочее напряжение ионистора всего до нескольких вольт. Существуют твердотельные ионисторы на основе проводящего пластика, но их рабочее напряжение тоже несколько вольт. То же касается и твердотельных "суперионных" проводников.

Хотелось бы узнать, почему предел разложения электролитов (как жидких так и твердых) столь низкий и что будет если использовать в качестве электролита, скажем, проводящую керамику, сродни той которая используется в серно-натриевых акк-ах? Неужели она тоже начнет распадатся на ионы если приложить напряжение всего в несколько вольт?

 

Предел напряжения разложения электролита - величина фундаментальная, и определяется максимальной энергией химической связи, достижимой для известных химических элементов. 

Грубо говоря - это потенциал разложения условного фторида франция, что составляет 5-6 вольт. 

Какой бы хитровыдуманный электролит вы не использовали, его потенциал разложения будет ниже. 

Это реальность, детка! 

[Vlad123]

Предел напряжения разложения электролита - величина фундаментальная, и определяется максимальной энергией химической связи, достижимой для известных химических элементов. 

Грубо говоря - это потенциал разложения условного фторида франция, что составляет 5-6 вольт. 

Какой бы хитровыдуманный электролит вы не использовали, его потенциал разложения будет ниже. 

Это реальность, детка! 

А как же тогда диэлектрики (стеклянные и керамические) в конденсаторах выдерживают напряжение в десятки тысяч вольт и никакого разложения не происходит? Самой большой диэлектрической прочностью обладают такие вещества как алмаз и пиролитический нитрид бора (до 200 млрд. Вольт на метр!). В крайнем случае возможен их пробой, но не разложение. Фторид франция - это ведь непроводящая керамика? Его вообще можно назвать электролитом? И как металлические провода способны выдерживать напряжения в миллионы вольт без разрушения кристаллической решетки металла? Получается, что через электронные проводники можно пропускать миллионы вольт и хоть с гуся вода, а через ионные всего несколько вольт? Почему такое неравенство?

[yatcheh]

А как же тогда диэлектрики (стеклянные и керамические) в конденсаторах выдерживают напряжение в десятки тысяч вольт и никакого разложения не происходит? Самой большой диэлектрической прочностью обладают такие вещества как алмаз и пиролитический нитрид бора (до 200 млрд. Вольт на метр!). В крайнем случае возможен их пробой, но не разложение. Фторид франция - это ведь непроводящая керамика? Его вообще можно назвать электролитом? И как металлические провода способны выдерживать напряжения в миллионы вольт без разрушения кристаллической решетки металла? Получается, что через электронные проводники можно пропускать миллионы вольт и хоть с гуся вода, а через ионные всего несколько вольт? Почему такое неравенство?

 

Вы, коллега, или трусы наденьте, или крестик снимите.

 

Вы чего хотите, мамаша? Вы за электролиты мазу тянете, или за диэлектрики болеете? 

 

Вы уж, мужчина, разберитесь - чего вам хочется. Почитайте, хотя бы учебник физики за 9-й класс, прежде чем пургу гнать.

Вам просто не хватает систематического образования, которое дают в средней школе. 

 

Ей-богу, ну не позорьтесь своим дремучим невежеством - это же просто неприлично!

 

P.S. Я тебе даже подскажу разгадку к этой загадке. Есть термодинамика, и есть кинетика. Это две вещи, которые всё время и постоянно путают, хотя путать их нельзя ни в коем случае!

Изменено 23 Июля, 2016 в 19:29 пользователем yatcheh

[popoveo]

А как же тогда диэлектрики (стеклянные и керамические) в конденсаторах выдерживают напряжение в десятки тысяч вольт и никакого разложения не происходит? Самой большой диэлектрической прочностью обладают такие вещества как алмаз и пиролитический нитрид бора (до 200 млрд. Вольт на метр!). В крайнем случае возможен их пробой, но не разложение. Фторид франция - это ведь непроводящая керамика? Его вообще можно назвать электролитом? И как металлические провода способны выдерживать напряжения в миллионы вольт без разрушения кристаллической решетки металла? Получается, что через электронные проводники можно пропускать миллионы вольт и хоть с гуся вода, а через ионные всего несколько вольт? Почему такое неравенство?

Могу объяснить по-простому. Все конденсаторы используют диэлектрик между обкладками, который пробивается при определенном напряжении. Но если использовать электролит в качестве диэлектрика (ионисторы), то при определенном напряжении (потенциалах ионизации) ионы, на которые диссоциирует электролит, начинают окисляться/восстанавливаться на обкладках конденсатора, и возникает ионная проводимость (без пробоя) - конденсатор перестает быть конденсатором, из-за того, что диэлектрик между его обкладками становится проводником (а отнюдь не из-за того, что он разлагается - это уже следствие). Т.е. обкладки замыкаются.

Если использовать обычный диэлектрик, то мы имеем в качестве ограничения емкости и напряжения толщину диэлектрика, его диэлектрическую проницаемость и стойкость диэлектрика к пробою, в случае ионистора - двойной поляризованный ионный слой толщиной в несколько молекул и напряжение, при котором этот слой разрушится из-за возникновения электрохимической реакции, а не напряжение механического пробоя этого слоя. Диэлектрическая проницаемость в последнем случае непринципиальна - она почти одинакова для любых ионных слоев. Если интересно менее грубое и более подробное описание, то последуйте совету yatcheh, и почитайте электростатику для понимания работы обычных конденсаторов и электрохимию для понимания работы ионисторов.

P.s. Существуют одинарные ионисторы и на напряжение в 17в, но это достигается за счет перенапряжения на электродах, причем весьма хитро. А в целом yatcheh прав - если не извращаться, то самый доступный электролит - это ионное соединение с самой сильной связью, в реальных условиях - это либо CsF, либо [N(CH3)4][sbF6].

Изменено 24 Июля, 2016 в 09:28 пользователем popoveo

[Vlad123]

Могу объяснить по-простому. Все конденсаторы используют диэлектрик между обкладками, который пробивается при определенном напряжении. Но если использовать электролит в качестве диэлектрика (ионисторы), то при определенном напряжении (потенциалах ионизации) ионы, на которые диссоциирует электролит, начинают окисляться/восстанавливаться на обкладках конденсатора, и возникает ионная проводимость (без пробоя) - конденсатор перестает быть конденсатором, из-за того, что диэлектрик между его обкладками становится проводником (а отнюдь не из-за того, что он разлагается - это уже следствие). Т.е. обкладки замыкаются.

 

Могу объяснить по-простому. Все конденсаторы используют диэлектрик между обкладками, который пробивается при определенном напряжении. Но если использовать электролит в качестве диэлектрика (ионисторы), то при определенном напряжении (потенциалах ионизации) ионы, на которые диссоциирует электролит, начинают окисляться/восстанавливаться на обкладках конденсатора, и возникает ионная проводимость (без пробоя) - конденсатор перестает быть конденсатором, из-за того, что диэлектрик между его обкладками становится проводником (а отнюдь не из-за того, что он разлагается - это уже следствие). Т.е. обкладки замыкаются.

Если использовать обычный диэлектрик, то мы имеем в качестве ограничения емкости и напряжения толщину диэлектрика, его диэлектрическую проницаемость и стойкость диэлектрика к пробою, в случае ионистора - двойной поляризованный ионный слой толщиной в несколько молекул и напряжение, при котором этот слой разрушится из-за возникновения электрохимической реакции, а не напряжение механического пробоя этого слоя. Диэлектрическая проницаемость в последнем случае непринципиальна - она почти одинакова для любых ионных слоев. Если интересно менее грубое и более подробное описание, то последуйте совету yatcheh, и почитайте электростатику для понимания работы обычных конденсаторов и электрохимию для понимания работы ионисторов.

P.s. Существуют одинарные ионисторы и на напряжение в 17в, но это достигается за счет перенапряжения на электродах, причем весьма хитро. А в целом yatcheh прав - если не извращаться, то самый доступный электролит - это ионное соединение с самой сильной связью, в реальных условиях - это либо CsF, либо [N(CH3)4][sbF6].

 

Все это мне в целом известно. В интернет нелегко найти информацию посвященную анализу процессов электролиза на глубинном атомарном уровне. К примеру, почему происходит окисление/восстановление ионов электролита.

И каким образом электролит относится к твердотельным (керамическим, пластмассовым) ионным проводникам? Последние, что тоже можно считать раствором чего-то в чем-то?

Изменено 24 Июля, 2016 в 13:16 пользователем Vlad123

[antabu]

Минимальная разность потенциалов, которую необходимо создать между электродами для начала электролиза, называется напряжением разложения электролита. Оно зависит как от типа электролита (0,70 В для нитрата серебра и 2,35 В для сульфата цинка), так и от его концентрации (1,26 В при электролизе соляной кислоты с концентрацией 2 моль/л и 1,69 В при ее концентрации 0,03 моль/л). Имеет значение и материал электрода.

И.А. Леенсон. вопреки Ому. ХиЖ 2001 №1 с. 60.

[Vlad123]

И.А. Леенсон. вопреки Ому. ХиЖ 2001 №1 с. 60.

Может ли в принципе существовать ионный проводник который не является в тоже время электролитом? В случае суперионных проводников это могут быть, к примеру, кристаллы. Почему они являются электролитом?

https://www.google.ru/?gws_rd=ssl#newwindow=1&q=%D0%A2%D0%B2%D1%91%D1%80%D0%B4%D1%8B%D0%B5+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%8B%E2%80%8B

Изменено 24 Июля, 2016 в 21:51 пользователем Vlad123

[popoveo]

Может ли в принципе существовать ионный проводник который не является в тоже время электролитом? В случае суперионных проводников это могут быть, к примеру, кристаллы. Почему они являются электролитом?

https://www.google.ru/?gws_rd=ssl#newwindow=1&q=%D0%A2%D0%B2%D1%91%D1%80%D0%B4%D1%8B%D0%B5+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%8B%E2%80%8B

1) Нет, по определению электролита.

2) Потому что квантовая химия... Объяснить процесс переноса зарядов в суперионных проводниках в рамках институского курса уже не получится. Если начнете копать глубже, то поймете, что электролит может находиться в любом состояния вещества, в формальном математическом описании на это нет никаких запретов. Например, парЫ AlCl3 являются электролитом, в котором постоянно и равновесно (без приложения тока) будут болтаться AlCl(*) и Cl+Cl/Cl2 (*), где (*) - возбужденное энергетическое состояние (разное), превращающее кратковременно возникающую возбужденную молекулу (эксимер) в ион под воздействием внешнего электрического поля. А если Вы возьмете, например, такой метаматерил, как борид бора В(-)В4(+), то там вообще передача заряда идет через изменение степени окисления боров в зависимости от их положения в кристаллической решетке. И это будет изменение квантового состояния целого облака электронов, а не перескок электрончика с одной орбитали на другую. А электролиз идти будет. При этом на аноде вы получите В(-)В4(+), а на катоде... В(-)В4(+) Вот только материал будет перетекать к катоду (это к вопросу "А был ли мальчик" ).

P.s. Ни что, например, не мешает в теории, бозе-конденсату быть электролитом с передачей заряда через куперовские пАры - надо только подобрать такие параметры волновой функции, чтобы она не деградировала Удачи в познании.

Изменено 25 Июля, 2016 в 18:04 пользователем popoveo

[Vlad123]

Существует ли напряжение разложения для электридов?

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%B4%D1%8B

И если да, то какие там процессы будут происходить?

 

Плазма имеет ионную проводимость, но является ли она электролитом? Правда она имеет еще и электронную проводимость... Но если плазма состоит только из положительных ионов?

Изменено 25 Июля, 2016 в 20:35 пользователем Vlad123