Galván elemek primer Volta elektrolitikus rendszerek

1. ábra. Primer Volta elem

A Volta vagy másnéven galvánelem 1. ábra egy olyan elektrolitikus rendszer melyet két elektrolitba mártott primer vezetö alkot. Minden galvánelemban található egy vagy több különféle elektrolit és egy vagy több elsörendü vezetö. Minden galván tipusú elektrolytikus rendszer a benne rejlö kémiai energiát villamos energiává képes alakítani. A kémiai eljárás az anyagokat olyan új anyagokká alakítja melyek az eredetitöl eltérö tulajdonságokkal rendelkeznek. A Volta tipusú elemek a kémiai energiát villamos energiává egyenes módon, redox (redukció és oxidáció) folyamattal alakítják át.

Az elektromos kor kezdetén, a primer cellák voltak az egyetlen lehetséges áramszolgáltató egységek. Hosszú evolúciós fejlödés vezetett addig, amig a primer elemek gyakran és szinte mindenütt használható gyakori elektronforrássá váltak. A galvánelemek szolgáltatják a legdrágább áramot.

A galvánelemek kapocsfeszültsége független az elektródok méreteitöl, azok egymástól való távolságától, vagy az elektrolit mennyiségétöl, de függ az elektródok anyagától és az elektrolit tipusától. Az elektródák polarizációja az áram folyását mindenkor ellenzi. A sikeres galvánelem tervezés legnehezebb része a megfelelö depolarizátor kiválasztása. Ezért van több olyan galvánelem melynek egy elektrolitja van, másoknak pedig kettö (vagy több).

Az 1900-as évek elején gyorsan fejlödö vasút, postai telefon szolgáltatás valamint a távíróforgalom lebonyolítására nagyszámú primer elemre volt szükség. A Daniel tipusú cellák depolarizátorukkal az 1850-es évi kezedetüktöl fogva nagy népszerüségre tettek szert a Morzé féle távirószolgálatban. Ezen elemek különleges célokra a mai napig is használatosak. A krómsavas Bunzen cellákat erös áramuk miatt 1910-ig széles körben alkalmazták laboratóriumi kisérletekhez. Az akkoriban ujonnan megjelent ólom akkumulátor cellákat is a göz hajtotta dinamók megjelenése elött ezekkel a cellákkal töltötték. A Lalande tipusú rézoxidos cellákat 1910-ben kis villanymotorok meghajtására és a vasútszolgálati jelzésrendszerek müködtetésére majd folyamatosan mostanáig használták.

  Egy folyadékos primer elemtipusok:
  Cellanév        Pos. Pólus        Neg. Pólus Elektrolit          V     Megjegyzés
  Légzö           C                 Amal. Zn   20% NaOH            1.45  Levegö depolarizált
  Bichromate      C                 Zn         120g CrSO4+H2SO4    2     Közepes áramerösség
  Clark Std       Hg+Hg2SO4&ZnSO4   Amal. Zn   100% ZnSO4          1.43
  Cupron          CuO               Zn         20-22 Be° NaOH      0.8   Erös áram 1A hosszabb ideig 
  Fery            C                 Amal. Zn   100% NH4Cl          1.4   Levegö depolarizált
  Gassner dry     C                 Zn         ZNO+NH4Cl+ZnCl2     1.4   MnO2 depolarizált 
  Law             C                 Zn         15% NH4Cl           1.4   Levegö depolarizált
  Lalande-Edison  CuO               Amal. Zn   20% NaOH            1.1   
  Leclanché       C                 Zn         NH4Cl               1.5   Erös áram 1A hosszabb ideig
  Leclanché dry   C                 Amal. Zn   NH4Cl+ZnCl2         1.6   MnO2+C depolarizált
  Main            PBO2              Amal. Zn   H2SO4 - density 1.1  2.5
  Meidinger       Cu                Zn         ZnCl2 - 170g/L      1     Gyengébb áram hosszabb ideig
  Mercury         Hg                Zn         HgO_ZnO             1.2   Közepes áram hosszabb ideig
  Poggendorf      C                 Amal. Zn   K2Cr2O7+H2SO4+H2O    2.0   MnO2+C depolarizált
  Regnault        Cd                Amal. Zn   H2SO4+CaSO4+H2O      0.34  Erösebb áram
  Siver Chloride  Ag+AgCl           Zn         23% NH4Cl           1.0 
  Volta couple    Cu                Zn         NaCl oldat          1.0   Elsö öscella  
  Weston normal   Hg+HgSO4+CdSO4    Cdam       100% CdSO4          1.02  Laboratóriumi normálelem


  Dupla folyadékos primer elemtipusok:
  Cellanév       +Pólus Catholit       Neg. Pólus Anolit           V    Megjegyzés
  Bunsen         C      100% HNO3      Amal. Zn   10% H2SO4        1.9  Erösebb áram galvanizálás
  Daniel         Cu     CuSO4          Zn         25% H2SO4        1.1  Gyengébb áram hosszabb ideig
  Fuller         C      K2Cr2O7+H2SO4   Amal. Zn   8% H2SO4         2.0
  Grove          Pt     100% HNO3      Zn          8% H2SO4        1.93  Erösebb áram rövid ideig
  Marie Davy     C      Hg2SO4         Amal. Zn   12% H2SO4         2
  Partz          C      K2Cr2O7+H2SO4   Amal. Zn   MgSO4            2    Módositott Bunsen

A Leclanche típusú elemek viszonylag kisebb változásokkal átvészelték az 1868 óta eltelt éveket. Majdnem valamennyi úgynevezett szárazelem ennek az eredeti elemváltozatnak a leszármazottja. A szárazelemek az elektrolitot folyadék helyett sürü paszta vagy zselé formában tartalmazzák. Emiatt a cella belsö ellenállása megnövekszik ugyan, de lehetövé válik az elemek hordozható változatú kialakítása melyeket a zseblámpákban, rádiókban és egyéb helyeken gyakran használhatunk.