Електрометалургія. Багато металів одержують за допомогою електролізу їх руд в розплавленому стані. Наприклад, алюміній дістають виключно електролізом його розплавленого оксиду (глинозему Al2O3 у кріоліті Na3AlF6 ). Електричною ванною і одночасно катодом служить залізний ящик з вугільним подом ( рис. 8.1), а анодами опущені в розплав вугільні стержні. Температура проходження електролізу при цьому близько 900 0С. Розплавлений алюміній опускається на дно посудини і через особливий отвір зливається у форми для виливків. У процесі електролізу дістають натрій, магній, берилій, кальцій, фтор.

 Очищення (рафінування) металів. У промисловості методом електролізу здійснюється очищення металів. Очищений метал роблять анодом, електролітом служить сіль даного металу. Підібравши напруги добиваються, щоб лише чистий метал виділявся на катоді, а домішки випадали в осад.

 Гальвавностегія. Електричне осадження одного металу шаром іншого для захисту від корозії або з метою оздоблення

 Гальванопластика. Електролітичне осадження металу на поверхні предмета для відтворення його форми. Для цього з предмета знімають зліпок, покривають його порошком графіту, і використовують як катод в електричній ванні. Під час електролізу метал електроліту осідає на поверхні зліпка і утворює металеву копію предмета.

  ХІМІЧНІ ДЖЕРЕЛА СТРУМУХімічні джерела струму (електрохімічні генератори −ЕХГ) перетворюють енергію хімічної реакції в електричну. Реакція протікає із споживанням активних матеріалів усередині елементу. Коли такі матеріали витрачаються повністю, ЕХГ втрачає здатність створювати електричний струм. Хімічні джерела струму діляться на первинні і вторинні. Первинні джерела не перезаряджаються, тобто витрачені активні матеріали в них не можуть бути регенеровані або замінені. Вторинна (акумуляторна) батарея може бути перезаряджена. Витрачені активні матеріали в ній можуть бути регенеровані, і така батарея електроживлення допускає багатократне повторне використовування.

  У всякому ЕХГ є два електроди (позитивний і негативний) і хімічна речовина − електроліт, в який занурені електроди. У ЕХГ може  використовуватись рідкий електроліт та пастоподібний.

  Сухий елемент Лекланше (рис. 8.2). Більшість первинних ЕХГ, що випускаються в даний час промисловістю, відносяться до сухих батарей електроживлення. Близько 25% сухих батарей виконані на основі марганцево-цинкового елементу Лекланше – одного з перших наливних елементів. У сухому елементі Лекланше є графітовий позитивний електрод, оточений електролітом у вигляді суміші діоксиду марганцю, графітного порошку, хлориду амонія, хлориду цинку і води. Ця суміш служить також деполяризуючим агентом, що запобігає утворенню газоподібного водню усередині елементу. Якщо не запобігти утворенню водню, то під тиском газу батарея роздувається, внаслідок чого порушується її герметичність і з неї витікає електроліт. Електроліт і графітовий електрод знаходяться в тонкостінному цинковому стаканчику, який, виконуючи функції захисного корпусу, служить також негативним електродом батареї.


  У елементі Лекланше електрика виробляється за рахунок хімічної взаємодії електроліту з цинковим електродом. При під’єднанні до затискачів батареї зовнішнього навантаження, через нього починає проходити струм від цинкового електроду до графітового. Струм не припиняється, поки не розчиниться майже весь цинк. Після цього батарея втрачає працездатність, і її необхідно замінити.

 

   Лужний марганцево-цинковий сухий елемент. Лужний марганцево-цинковий сухий елемент відрізняється від сухого елементу Лекланше головним чином тим, що в ньому як електроліт використовується високоактивний луг КОН. У лужному елементі   вдвічі більше активних речовин, ніж в елементі Лекланше, і він дуже підходить для багатьох пристроїв з порівняно великою споживаною потужністю, таких, як лампи-спалахи фотоапаратів, електроприводи і потужні стереофонічні звукові системи. Лужні елементи застосовуються приблизно в 50% побутової електронної апаратури. 

   Цинкхлоридний сухий елемент. Цинкхлоридні батареї в даний час приблизно на 25% задовольняють потребу в джерелах струму для жорстких і наджорстких умов експлуатації. Вони мають такі ж характеристики, як і у елементів Лекланше, але їх електроємкість на ~40% більше. Крім того, вірогідність протечки в них набагато менше. За робочими характеристиками цинкхлоридні батареї мало відрізняються від лужних і добре підходять для ламп-спалахів і радіоприймачів. 

   Кнопкові батареї. У зв'язку з великим попитом на мініатюрні джерела струму були розроблені кнопкові (пігулки) ЕХГ. Діаметр такої батареї складає 6–25 мм, товщина – від 1,5 до 12 мм. Термін служби кнопкових батарей нерідко більше, ніж у звичних стаканчикових.

  ВТОРИННІ ЕХГ.  Вторинні ЕХГ (електричні акумулятори) перезаряджаються пропусканням постійного струму в напрямі, протилежному напряму струму в режимі розрядки. При цьому активні з'єднання в елементі відновлюються в результаті зворотної хімічної реакції.


   Свинцевий акумулятор (рис.8.3). Свинцевий акумулятор – найпоширеніший в даний час. Його позитивним електродом служать свинцеві грати з осередками, заповненими пастоподібним пероксидом свинцю PbO2. Негативний електрод, тієї ж форми, а його осередки заповнені пастою з губчастого свинцю. Кожен елемент містить багато таких пластин обох видів. Групи електродних пластин, що чергуються, розділені ізолюючими перегородками зі скла, пластмаси або гуми. Вся збірка, занурена в електроліт (розбавлений розчин сірчаної кислоти), є одним гальванічним елементом. З декількох елементів, сполучених послідовно, складається батарея. ЕРС одного елементу дорівнює 2 В.

Свинцева батарея недорога, має досить велику ЕРС і добре зберігає заряд. Вона здатна без пошкодження давати короткочасно великий струм і дуже добре підходить для пуску автомобільних двигунів. Її можна сотні раз перезаряджати без погіршення робочих характеристик. Проте вона приходить в непридатність, якщо її надовго залишають розрядженою.

Залізо-нікелевий акумулятор. Позитивним електродом такого акумулятора, запропонованого Т.Едісоном, служить оксид нікелю, негативним – залізо, електролітом – гідроксид калію. В процесі розрядки оксид нікелю перетворюється на нікель, залізо – в оксид заліза, а електроліт не змінюється. Такий акумулятор легший свинцевого і не ушкоджується при зберіганні в розрядженому стані. Його ЕРС менше, ніж у свинцевого, і дещо знижується в ході розрядки, в середньому складаючи  1,2 В. З урахуванням свого великого терміну служби і порівняно низьких втрат він застосовується головним чином в промисловому устаткуванні.

Нікель-кадмієвий акумулятор. Нікель-кадмієвий акумулятор допускає багатократну перезарядку, зберігає майже постійною ЕРС в процесі розрядки і більш невибагливий, ніж всі інші акумулятори. Він добре працює при знижених температурах і може герметизуватися. Такі акумулятори можуть багатократно перезаряджатись.

У зарядженому стані позитивним електродом служить пероксид нікелю, негативним – металевий кадмій. Електроліт – гідроксид калію. Середня ЕРС акумулятора 1,2 В. Нікель-кадмієві акумулятори широко застосовуються в малих переносних побутових електроприладах в тих випадках, коли є можливість перезарядки. Як автомобільні вони досить дорогі.

Високотемпературні акумулятори працюють при 300–400 °С; як негативний електрод в них, звичайно, використовується металевий натрій або літій, як позитивний – сірка, хлор або сульфід заліза. Вони відрізняються високою густиною потужності і енергії (у 2–4 рази більше, ніж в свинцевих акумуляторах) і, в перспективі, низькою вартістю. Їх широкому застосуванню перешкоджають значне тепловиділення і корозія.

Полімерні акумулятори. Як можливий матеріал для електродів акумуляторів досліджуються такі недорогі і легкі електропровідні полімери, як поліацетилен і поліанілін. Акумулятори з провідними пластмасовими електродами у відповідному електроліті зможуть, мабуть, успішно конкурувати як з свинцевими, так і з нікель-кадмієвими акумуляторами.