「啥是電化學?」覺得這題有點超綱?其實,「電化學」與我們生活息息相關,從日常的血糖監控,到環境水汙染檢測,再到鋼鐵鍍鋅等工業應用,這背後都是「電化學」在默默地發揮作用。當然,電化學的威力還不止於此!小到智慧型手機,大到電動汽車,電化學是所有電池供電設備的源動力。不得不說,「電化學」 是改變人類生活的重要科技。
誒,那麼問題就來了,「電化學」是如何產生電能?又是如何實現供電的呢?
從「離子」到「發電」
要了解「電化學「的奧秘,首先得了解電池構造。大型電池包由單個電芯組成。電池工作時,離子會通過電解質溶液(儲能介質)在電池的正負極之間流動。
以大多數電動汽車使用的鋰離子電池為例,正電鋰離子儲存在電池正負極中(電池充滿電的狀態下,大部分鋰離子儲存在電池的負極)。電池兩極之間是由非導電聚合物製成的隔離膜,具有離子導電性,可使鋰離子通過,但同時又具有電絕緣性,可防止短路
在電池工作時,電解質帶動正電鋰離子在電池正負極之間流動,電子則沿著外部電路反方向流動。鋰離子通過氧化還原反應與電池兩極相互作用產生電。怎麼樣?「電化學「是不是很強大?
從「發電」到「供電」
了解電化學電池發電原理後,我們來揭秘電池如何實現供電。其實道理很簡單,將充滿電的電池兩極連接外部電子導體,電子會從負極流向正極,通過導體的電流就可被人們利用。以電動機為例子:將電動機通過外部導體與電池連接,電子從負極流向正極,導體中通過的電流就可為電動機提供電能。
理解供電原理後,再來升級下其他知識。如何控制電池電量大小?
電池兩極之間的電位差稱電壓,電子流過電路的速率為電流。電壓和電流,是影響電量的兩大因素。電壓越大,電流越大,電池可提供電量就越多。對於電動汽車等大型設備,需要高電壓和高電流電池,才能保證其充足動力。
電化學應用很廣泛,可利用其為各類設備提供電力,小到遙控器大到非公路挖掘機等。電動動力不僅可實現尾氣零排放,保護環境,而且維護頻率較低,能應對運輸中諸多挑戰。
作為多元動力先行者,早在10多年前,康明斯就開始電動動力的探索,可謂是「電化學」的「高端玩家」。從純電動重型概念卡車AEOS,到與GILLIG公司聯合打造純電動巴士,再到2019年德國bauma國際工程機械展,與現代重工合作推出的電動小型挖掘機,為公交車、校車、輕型商用車及中型車、工程機械甚至礦用市場提供高效清潔動力選擇。