Εισαγωγή στα διπολικά γαλβανικά στοιχεία Ντανιέλ (Daniell)
Creators: name: Μανωλούδης, Παύλος Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Διπολικά στοιχεία
Διπολικά γαλβανικά
Διπολικά Ντανιέλ
Bipolar cells
Bipolar galvanic
Bipolar Daniell

description: Σκοπός της παρούσης διπλωματικής ήταν ο έλεγχος του αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί κάποιο ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό αντί γέφυρας άλατος, σε πρωτεύον ηλεκτροχημικό στοιχείο. Για το σκοπό αυτό, τέθηκαν κάποια αρχικά κριτήρια επιλογής υλικών και λειτουργίας αυτών, ώστε να περιγραφεί η συμπεριφορά των ηλεκτρικά αγώγιμων υλικών, καθώς αντικαθιστούν την ιοντική αγωγιμότητα της γέφυρας άλατος. Από τις πειραματικές μετρήσεις ρεύματος εκφόρτισης των στοιχείων, φάνηκε ότι είναι μια αρκετά ικανοποιητική αρχική προσέγγιση προς επιλογή υλικών αντικατάστασης γέφυρας άλατος σε πρωτεύοντα ηλεκτροχημικά στοιχεία, ενώ υπάρχουν ενδείξεις ότι μπορεί να εφαρμοστεί και σε δευτερεύοντα στοιχεία. Από τα υλικά που επιλέχθηκαν (Inox A304, χαλκός και γραφίτης), το καλύτερο ήταν ο γραφίτης, το οποίο χρησιμοποιήθηκε στη δεύτερη σειρά πειραμάτων. Οι μετρήσεις γύρω από τη συμπεριφορά του γραφίτη τον δείχνουν να έχει κάποιες πρακτικές εφαρμογές, τόσο προς αντικατάσταση της γέφυρας άλατος, όσο και προς τη δόμηση – σχεδιασμό νέων συνδυασμών ημιστοιχείων και κατά επέκταση νέων ηλεκτροχημικών στοιχείων. Τα πλεονεκτήματα της στερεάς γέφυρας / συνδέσμου σε ένα στοιχείο Ντανιέλ και κατά επέκταση σε κάθε ηλεκτροχημικό στοιχείο που μπορεί να εφαρμοστεί αυτή η τεχνολογία, είναι η σμίκρυνση του όγκου του κάθε στοιχείου, η εξάλειψη των προβλημάτων ξήρανσης και διάβρωσης των συστατικών τους, η μείωση του όγκου τους αλλά και η αύξηση της στιβαρότητας αυτών. Τέλος, ένα σημαντικό προτέρημα είναι ο διαχωρισμός των ημιστοιχείων. Κάτι που επιτρέπει τόσο συνδυασμούς ημιστοιχείων διαφορετικής χημείας όσο και τη λειτουργία αυτών σε διαφορετική θερμοκρασία, αξιοποιώντας επιπρόσθετα το δυναμικό που αναπτύσσεται εξαιτίας αυτής.
description: The purpose of this thesis was to check whether an electrically conductive material can be used instead of a salt bridge, in a primary electrochemical cell. For this purpose, some initial criteria for the selection of materials and their operation were set, in order to describe the behavior of electrically conductive materials, as they replace the ionic conductivity of the salt bridge. From the experimental measurements of the discharge current of the cells, it appeared to be a fairly satisfactory initial approach to the selection of salt bridge replacement materials in primary electrochemical cells, and there are indications that it can be applied to secondary cells as well. Of the materials selected (Inox A304, copper and graphite), the best was graphite, which was used in the second series of experiments. The measurements around the behavior of graphite show it to have some practical applications, both for replacing the salt bridge, and for building – designing new combinations of semi-elements and by extension new electrochemical elements. The advantages of the solid bridge / link in a Daniel cell, and by extension in any electrochemical cell where this technology can be applied, are the reduction of the volume of each cell, the elimination of drying and corrosion problems of their components, the reduction of the volume them but also the increase of their robustness. Finally, an important advantage is the separation of half elements. Something that allows both combinations of semi-elements of different chemistry and their operation at a different temperature, additionally exploiting the potential that develops because of it.