BATERIJE E-UČNA ENOTA BATTERIES AN E-LEARNING UNIT

Size: px
Start display at page:

Download "BATERIJE E-UČNA ENOTA BATTERIES AN E-LEARNING UNIT"

Transcription

1 UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA BIOTEHNIŠKA FAKULTETA FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA Študijski program: Kemija in biologija BATERIJE E-UČNA ENOTA BATTERIES AN E-LEARNING UNIT DIPLOMSKO DELO Mentor: doc. dr. Boštjan GENORIO Somentor: doc. dr. Ivan JERMAN Kandidatka: Simona ŠTIRN Ljubljana, september 2016.

2 ZAHVALA Rada bi se zahvalila vsem, ki so mi tekom študija kakorkoli pomagali ali me spodbujali. Najprej mami, sestrama in bratu za vso pomoč in podporo, nato še Bernardu, Matevţu in Jakobu za potrpljenje in razumevanje. Posebna zahvala pa gre obema mentorjema za pomoč in strokovno vodenje, Andreji za skrben pregled in lektoriranje ter Maji za prevod povzetka. I

3 POVZETEK Baterije so sinonim za večjo mobilnost, olajšale so nam vsakodnevna opravila, skrb za zdravje, rešujejo nam ţivljenja, posredno pa nas tudi zabavajo. Brez baterij ali drugih prenosnih virov energije (gorivne celice, superkondenzatorji), si današnjo druţbo teţko predstavljamo. Ne le v prenosnih napravah, baterije postajajo vse bolj pomembne tudi pri shranjevanju energije, pridobljene iz obnovljivih virov za tisti čas, ko pridobivanje energije ni mogoče (noč, brezvetrje) ali ob izpadih oz. preobremenitvah električnega omreţja. Različne projekcije kaţejo, da se bo njihova uporaba v prihodnosti eksponentno povečala. Povod za izdelavo diplomskega dela je bila pomembnost baterij za našo druţbo, razumevanje njihovega delovanja, dejstvo, da za veliko otrok končanje osnovne šole pomeni tudi konec splošnega izobraţevanja ter hipoteze, da te vsebine zaradi hitrega razvoja v zadnjem času še niso dovolj dobro pokrite v učnem načrtu. Namen diplomskega dela je proučiti strokovno literaturo za področje baterij, proučiti trenutno dostopne učbenike za osnovne šole na temo baterij in na podlagi izsledkov pripraviti učno enoto, ki bo omogočala učencem osnovne šole pridobiti osnovna znanja s področja baterij. Z namenom pokritja še širšega kroga populacije, je priprava učnega gradiva z vizualizacijo osnovnih procesov v bateriji, predstavljena tudi na medmreţju. V prvem delu diplomskega dela se najprej seznanimo s teoretično podlago za nastanek učne enote. V analizi so podani podatki iz učnega načrta za naravoslovje, tehniko in tehnologijo, kemijo ter fiziko, nato še izpiski iz učbeniških kompletov potrjenih učbenikov v tiskani obliki za šolsko leto 2015/2016, ki se dotikajo teme baterij. Sledi priprava učne enote z eksperimenti in predlog za umestitev teme o baterijah in njihovem delovanju v učni načrt za kemijo. Vedoţeljni lahko tematiko ponovijo na medmreţju v interaktivni obliki. Priloge diplomskega dela omogočajo učitelju izvedbo učne enote na temo baterij. Ključne besede: galvanski člen, baterije, kemijske reakcije, e-učna enota. II

4 ABSTRACT Batteries are synonymous for greater mobility. They facilitate our everyday activities, health issues, save our lives and indirectly they also entertain us. It is difficult to imagine today's society without batteries or other transmission energy sources (fuel cells, super capacitors). Not only in portable devices, batteries are becoming increasingly important for the storage of energy generated from renewable sources, especially when energy recovery is not possible (at night, no wind), or when there is a failure or overloaded electrical network. Various projections show that their use will increase exponentially in the future. The main reason for the thesis was the importance of batteries for our society and understanding of their functioning. For many children the completion of primary school also means the end of general education and therefore the hypothesis that these contents have not yet been covered in the curriculum due to the rapid development recently, is also very important. The purpose of the thesis is to examine the scientific literature in the field of batteries, to consider the currently available textbooks for primary schools on the topic of batteries and to prepare a teaching unit, based on findings, which will enable primary school students to acquire basic knowledge in the field of batteries. In order to cover even a wider range of the population the preparation of teaching materials by visualizing basic processes in batteries is also presented on the Internet. In the first part of the thesis we get acquainted with the theoretical basis for the formation of the teaching unit. The analysis presents data from the curriculum in science, engineering and technology, chemistry and physics. Then the extracts from the textbook sets of approved textbooks in printed form for the academic year 2015/2016 in relation to the topics of batteries are presented. This is followed by preparing lesson plans and experiments with suggestions for inserting the topic of batteries and their functioning in the curriculum for chemistry. Anyone eager for knowledge can repeat the topic on the Internet in an interactive format. Enclosed items of thesis allow the teacher to carry out teaching unit on batteries. Keywords: galvanic cell, batteries, chemical reactions, e-learning unit. III

5 KAZALO SLIK Slika 1: Bagdadska baterija Slika 2: Voltov stolp Slika 3: Cruickshankova baterija v leseni škatli Slika 4: Daniellov člen Slika 5: Kristalizacija kadmijevega hidroksida: a) nova baterija z amorfnim kadmijevim hidroksidom, b) nastanek kristalov, c) obnovljena anoda Slika 6: Najpogostejše oblike baterij Slika 7: Različne oblike in velikosti baterij: 4.5-volt, D, C, AA, AAA, AAAA, A23, 9-volt, CR2032 in LR Slika 8: Panasonicova NiMH eneloop baterija Slika 9: Iztekanje baterije Slika 10: Nabrekla litij-ionska baterija Slika 11: Znak za ločeno zbiranje za vse odpadne baterije in akumulatorje je prečrtan izvlečni zabojnik za odpadke Slika 12: Zbiralniki za iztrošene baterije dveh različnih podjetij Slika 13: Bakrov sulfid, bakrova ploščica, cinkov sulfid in cinkova ploščica Slika 14: Stanje elektrod in elektrolita ter napetost člena 3. dan eksperimenta Slika 15: Pripomočki, napetost enega in petih členov Slika 16: Sestavljena baterija z LED ţarnico, izgled izrabljenih kovancev Slika 17: Napetost enega člena pri limoni. LED ţarnica dobro sveti ţe pri tretjem členu, vidi se padec napetosti zaradi bremena. Napetost petih členov Slika 18: Različne vrednosti napetosti pri čebuli, krompirju, mandarini in paradiţniku Slika 19: Pripomočki in vrtenje elektromotorčka KAZALO SHEM Shema 1: Galvanski člen [12] Shema 2: Daniellov člen Shema 3: Suhi Leclanchejév člen v prerezu [27] Shema 4: Alkalna baterija [14] Shema 5: Prečni prerez ţivosrebrove baterije [27] Shema 6: Prečni prerez srebrove baterije [27] Shema 7: Cink-zrak baterija [14] Shema 8: Li/MnO 2 baterija v cilindrični in gumbasti obliki [27] Shema 9: Prerez svinčevega akumulatorja [27] Shema 10: a) Nastanek dendritov v litij-kovinski bateriji. b) Plastovita struktura anode v litijionski bateriji preprečuje nastanek dendritov z vgradnjo litijevih ionov med plasti [26] Shema 11: Shematski prikaz Li-ionske baterije [10] prirejeno po [8] Shema 12: Struktura katodnih materialov: (a) plastovita struktura LiMn x Ni y Co z O 2 ; (b) špinelna struktura LiMn 2 O 4 ; (c) olivinska struktura LiFePO 4 [30] Shema 13: Seznam elektrodnih materialov in vrst elektrolitov za polnilne Li-ionske baterije [4] Shema 14: Oblika in sestavni deli različnih litij-ionskih baterij [26] Shema 15: Razvoj pametnih omreţij [53] IV

6 Shema 16: Vizija pametnih mest Shema 17: Shematski prikaz uporabe hišnih hranilnikov [52] Shema 18: Zaščita katalizatorja v gorivnih celicah [9] Shema 19: Znaki za nevarnost snovi KAZALO TABEL Tabela 1: Mejniki pri zgodovinskem razvoju baterij Tabela 2: Napetostna vrsta kovin in standardni elektrodni potenciali pri 25 C [14] Tabela 3: Napetosti in volumetrične ter gravimetrične kapacitete nekaterih najbolj pogostih galvanskih členov [12] prirejeno po [14] Tabela 4: Napetost in moţne kemijske reakcije v gorivnih celicah ob različnih gorivih [14] KAZALO GRAFOV Graf 1: Primerjava specifične energije med sekundarnimi in primarnimi baterijami [3] Graf 2: Tipična krivulja praznjenja baterije prikazuje vpliv različnih tipov polarizacije [28] Graf 3: Razvoj primarnih baterij [14] Graf 4: Različne cink-ogljikove baterije pri kontinuiranemu praznjenju ob uporu 150 ohm in temperaturi 20 C [14] Graf 5: Primerjava suhega člena in alkalne baterije pri normalni obremenitvi [14] Graf 6: Primerjava različnih tipov sekundarnih baterij glede na razpon njihove volumetrične (Wh/l) in gravimetrične (Wh/kg) energijske gostote [26] Graf 7: Primerjava specifične energije med svinčevim akumulatorjem, NiCd in NiMH ter Liionskimi baterijami KAZALO PRILOG Priloga 1: Katalog potrjenih učbenikov za šolsko leto 2015/2016 [40] Priloga 2: Učni listi za eksperimente V

7 KAZALO VSEBINE 1 UVOD OPREDELITEV PROBLEMA CILJI DIPLOMSKEGA DELA RAZISKOVALNA VPRAŠANJA OZIROMA HIPOTEZE RAZISKOVALNA METODA PREDSTAVITEV TEMELJNIH POJMOV ZGODOVINA BATERIJ GALVANSKI ČLEN DELOVANJE GALVANSKEGA ČLENA KARAKTERISTIKE BATERIJ ELEKTRIČNA NAPETOST PROSTA ENTALPIJA KAPACITETA BATERIJE GOSTOTA ENERGIJE NOTRANJE IZGUBE IN "IR-PADEC" ŽIVLJENJSKA DOBA BATERIJE SPOMINSKI EFEKT OBLIKA IN VELIKOST BATERIJ TIPI BATERIJ IN UPORABA PRIMARNE BATERIJE SEKUNDARNE BATERIJE GORIVNE CELICE PRIPOROČILA ZA VARNO UPORABO BATERIJ NASVETI ZA ROKOVANJE Z BATERIJAMI EKOLOGIJA RAZVOJ BATERIJ IN PRIHODNOST VI

8 3 SPECIALNODIDAKTIČNI DEL ANALIZA UČNIH NAČRTOV IN UČBENIŠKIH KOMPLETOV NARAVOSLOVJE TEHNIKA IN TEHNOLOGIJA KEMIJA FIZIKA POVZETEK PREDLOG UMESTITVE TEME V UČNI NAČRT KEMIJE PRIPRAVA UČNE ENOTE UČITELJEVA PRIPRAVA EKSPERIMENTALNI DEL E-UČNA ENOTA SKLEP LITERATURA PRILOGE VII

9 1 UVOD 1.1 OPREDELITEV PROBLEMA Po pregledu posodobljenih osnovnošolskih učnih načrtov za naravoslovje, kemijo, fiziko ter tehniko in tehnologijo smo ugotovili, da učni načrt ne predvideva samostojne teme o baterijah in njihovem delovanju. Baterije so gonilo zelenih, alternativnih virov energije. Otroci jih uporabljajo v nešteto prenosnih napravah ţe od prvih dni svojega ţivljenja. Učenci v osnovni šoli vsakodnevno uporabljajo elektronske naprave (pametni telefoni, tablice, prenosni računalniki), katerih optimalno delovanje je odvisno od vzdrţljivosti baterij in njihove pravilne uporabe. Z novimi tehnologijami izdelave baterij so nam cenovno bliţje tudi električni avtomobili, ki bodo predvsem v mestih pripomogli k manjši onesnaţenosti zraka. Kljub temu, da so baterije prisotne v vsakdanji in mnoţični uporabi, pa so za uporabnike še vedno velika neznanka. Pomembno se nam zdi, da otroke ţe v osnovni šoli poučimo o baterijah, jih naučimo varnega rokovanja in vzdrţevanja, opozorimo na pravilno odlaganje odsluţenih baterij in nevarnosti pri uporabi. Hkrati pa jim lahko pokaţemo tudi zabavne eksperimente, ki bodo njihovo znanje in razumevanje o baterijah še dodatno poglobili. 1.2 CILJI DIPLOMSKEGA DELA izdelati interaktivno učno enoto, s katero se bodo učenci poučili o primarnih in sekundarnih baterijah. pripraviti enostavne ter varne eksperimente, ki jih bodo lahko učenci izvajali v šoli. pripraviti vizualizacijo delovanja litijeve baterije iz makro na mikro nivo. teoretični del diplomskega dela pripraviti kot obseţen priročnik za učitelja in učence, ki bi ţeleli razširiti ali poglobiti znanje in razumevanje o baterijah. pripraviti analizo osnovnošolskih učbenikov za naravoslovje, tehniko in tehnologijo, fiziko in kemijo, koliko se učenci o baterijah poučijo glede na to, kateri učbenik uporabljajo. pripraviti predlog za umestitev učne teme o baterijah v učni načrt

10 1.3 RAZISKOVALNA VPRAŠANJA OZIROMA HIPOTEZE Ali se učenci v osnovni šoli dovolj dobro poučijo o baterijah, njihovi sestavi, načinu delovanja, varnem rokovanju, vzdrţevanju, nevarnostih ob napačni uporabi ter pravilnem odlaganju odsluţenih baterij? Ali se učenci v osnovni šoli naučijo izdelati enostavno baterijo iz pripomočkov, ki jih najdejo v vsakdanjem ţivljenju? Ali znajo učenci pri pouku kemije uporabiti baterije pri eksperimentih? 1.4 RAZISKOVALNA METODA Uporabili bomo deskriptivno metodo dela z zbiranjem, kritično presojo in analizo domače in tuje strokovne literature, člankov ter virov na svetovnem spletu. Z njo bomo opisali teorijo, dejstva ter pojme. S pomočjo preučenega gradiva bomo pridobljene ugotovitve uporabili pri načrtovanju eksperimentalnega dela in izdelavi interaktivne učne enote

11 2 PREDSTAVITEV TEMELJNIH POJMOV 2.1 ZGODOVINA BATERIJ Uporaba baterij je bila dobro uveljavljena še pred vzpostavitvijo električnega omreţja. Moderna znanost priznava Alessandra Volta kot izumitelja prvega galvanskega člena, vendar obstaja verjetnost, da so baterije izumili ţe prej. Leta 1936 so v bliţini Bagdada med gradnjo ţeleznice izkopali okoli 20 cm visok glinen vrč, star okoli 2000 let, iz obdobja Partskega cesarstva. Vrč so poimenovali "bagdadska baterija". V glineni vrč je bila vstavljena bakrena cev z ţelezno palico v sredini. Če vanj nalijemo kis, deluje kot galvanski člen z napetostjo od 1 do 2 volta (V). Poraja se vprašanje, kaj so pred 2000 leti lahko počeli z galvanskimi členi. Ker uporabe elektrike v starodavnih časih ne moremo dokazati, je najverjetnejša razlaga galvansko srebrenje oz. zlatenje nakita [3]. Slika 1: Bagdadska baterija Odkritje galvanskega člena, osnovne enote baterije, pa ni povezano s kemijskimi eksperimenti, temveč z medicinskimi. Okoli leta 1780 je Luigi Galvani pri eksperimentiranju z ţabjimi kraki opazil njihove premike, če se je dotaknil izpostavljenega ţivca na dveh mestih, z dvema različnima kovinama. Menil je, da elektrika pride iz ţabjega kraka in pojav poimenoval ţivalska elektrika. Galvanijeve eksperimente je preizkusil tudi Volta in ugotovil, da pojavi niso vezani na ţivali ter, da se kraki skrčijo zaradi dveh različnih kovinskih prevodnikov in elektrolita, kot so raztopine kislin, baz ali soli, med njima [21]

12 Rezultati so ga navdušili za nadaljnje raziskovanje in privedli do izuma prve baterije, danes imenovane Voltov stolp. Sestavil ga je iz ploščic cinka in srebra, medsebojno ločenih s tkanino ali kartonom, namočenim v slanico. Preizkušal je več različnih kombinacij kovin in ugotovil, da dobi najboljše rezultate z bakrom in cinkom, kot elektrolit pa je uporabil razredčeno ţveplovo(vi) kislino. Člen, sestavljen iz dveh kovin in elektrolita med njima, imenujemo galvanski člen, čeprav bi bilo verjetno ustreznejše ime Voltov člen. Vezavo več členov skupaj imenujemo baterija. Volta je s svojim stolpom dokazal, da je mogoče elektriko generirati s pomočjo kemijskih reakcij. S svojim izumom je spodbudil hiter napredek na področju elektrike in navdušil celo Napoleona Bonaparteja, ki je Volti podelil plemiški naziv [3]. Slika 2: Voltov stolp Voltove prvotne baterije niso bile varne in so imele kratko ţivljenjsko dobo. Zaradi teţe kovinskih diskov je iztekal elektrolit in povzročal kratke stike. To teţavo je leta 1802 odpravil William Cruickshank s prvo baterijo, ki je bila pripravljena za masovno proizvodnjo. V dolgo leseno škatlo je v utore namestil enako velike plošče bakra in cinka, jih zatesnil in natočil slanico ali razredčeno kislino ter škatlo zaprl s pokrovom [3]. Slika 3: Cruickshankova baterija v leseni škatli - 4 -

13 Kratki stiki zaradi elektrolita pa niso bili edina teţava Voltovega stolpa. Elektroliza elektrolita in nastanek vodikovih mehurčkov sta bila velik varnostni problem, ki ga je leta 1836 izboljšal John Frederic Daniell z uporabo dveh različnih elektrolitov, bakrovega sulfata in ţveplove kisline, ki ju je ločil z lončeno posodo. Porozna lončena posoda je omogočala izmenjavo ionov, ne da bi se elektrolita mešala. Elektrodi sta bili bakrena posodica in cinkova ploščica. Daniellov člen je bil veliko bolj varen, zato so ga uporabljali v telegrafskih postajah. Slika 4: Daniellov člen Christian Friedrich Schönbein je leta 1838 objavil princip delovanja gorivne celice, Robert Grove pa je leto kasneje izdelal prvo predhodnico. Zaradi strupenih produktov takrat niso šle v širšo proizvodnjo, z odkritjem postopka utekočinjanja vodika, pa so postale zanimive dobro stoletje kasneje, saj jih je začela uporabljati NASA na vesoljskih potovanjih kot vir električne energije in pitne vode za astronavte [3]. Leta 1859 je francoski fizik Gaston Planté izumil prvo baterijo s svinčevima elektrodama, ki jo je bilo mogoče zopet napolniti s priključitvijo na zunanji vir napetosti. Najprej jo je priključil na baterijo drugih galvanskih členov, kmalu pa so za polnjenje začeli uporabljati dinamostroj. V skoraj nespremenjeni obliki se uporablja še danes. Do takrat so bile vse baterije primarne, torej se jih ni dalo ponovno napolniti [3]. Različni znanstveniki so poskušali z raznimi kombinacijami elektrod in elektrolitov dobiti čim boljše baterije, kar je leta 1866 najbolje uspelo Francozu Georgesu Leclanchéju s kombinacijo ogljika in manganovega dioksida za katodo, cinka za anodo ter amonijevega klorida kot elektrolita [3]. Leclanchéjev člen je bil pomemben mejnik na poti k suhemu členu. V naslednjih letih so znanstveniki posvetili precej časa razvoju suhih členov. V baterijah je bil elektrolit v tekočem stanju, zato se jih ni dalo namestiti v poljubnem poloţaju. Prvi prototipi suhega člena so se pojavili leta Vsebovali so vpojne materiale, kot so celuloza, ţagovina ali azbestna vlakna in so elektrolitu preprečevali razlitje [17]. Prvo suho celico je leta 1886 pripravil Carl Gassner kot izboljšan Leclanchéjev člen. Iz amonijevega klorida in mavca je pripravil gosto pasto ter jo s katodo iz manganovega oksida in grafitno palčko zaprl v cinkov lonček, ki je bil hkrati tudi anoda. Gassnerjeva - 5 -

14 cink-ogljikova baterija je ostala konstrukcijsko nespremenjena in je sluţila kot podlaga za alkalne baterije, ki jih uporabljamo še danes [17]. Gassnerjev tip suhega člena je prišel v mnoţično izdelavo s prvo električno svetilko okrog leta 1900 [12]. Leta 1899 je švedski znanstvenik Waldemar Junger izumil nikelj-kadmijevo baterijo (NiCd), z nikljem kot katodo, kadmijem kot anodo ter kalijevim hidroksidom kot elektrolitom. Mogoče jo je bilo ponovno napolniti, imela je večjo energijsko gostoto kot svinčeva, vendar je bila draţja. Bila je prva baterija z alkalnim elektrolitom [3]. Junger je v istem letu izumil tudi nikelj-ţelezovo baterijo, vendar je zaradi pomanjkljivosti ni patentiral, kar pa je izkoristil Thomas Alva Edison. Edison je ţelel z laţjo baterijo prodreti na trg električnih avtomobilov, vendar kupcev zaradi puščanja, hitre samoizpraznitve ter slabega delovanja pri nizkih temperaturah ni prepričal. V sedmih letih, kolikor jih je potreboval za izboljšavo, ga je z bolj zanesljivim bencinskim modelom T prehitel Ford. Kljub temu je Edisonova baterija dosegla velik uspeh na nekaterih področjih, predvsem v ţelezniški signalizaciji [37]. Lewis Urry je leta 1949 izdelal baterijo iz manganovega dioksida kot katodo in cinka v prahu kot anodo v alkalnem mediju. Uporaba cinka v prahu je povečala efektivno površino anode in podaljšala čas delovanja baterije. Te alkalne baterije so po letu 1959 doţivele velik komercialni uspeh, saj so bile majhne in so imele dolgo ţivljenjsko dobo. Do devetdesetih let 20. stoletja so bile NiCd baterije edine baterije v prenosnih napravah, ki so se lahko polnile. Zaradi toksičnosti kadmija so jih zamenjale nikelj-metal hidridne baterije (NiMH), ki so okoljsko bolj sprejemljive, manjše in imajo daljšo ţivljenjsko dobo. Danes večinoma uporabljamo litijeve baterije. Litij je najbolj elektronegativen element z majhno gostoto, zato je v teoriji najbolj idealen element za baterije [3]. Prve litijeve baterije so bile primarne. Gilbert Newton Lewis je ţe leta 1912 začel z eksperimenti, za širšo uporabo pa so jih razvili v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Najprej so jih uporabljali predvsem v vojski, kasneje pa so zaradi dolge ţivljenjske dobe in konstantne napetosti prešle tudi v vsakdanjo rabo [3]. Litijeve sekundarne baterije so imele na začetku anodo iz kovinskega litija. Sistem ni bil varen zaradi nastajanja neenakomernih izrastkov na anodi, dendritov, ki so povzročali kratke stike in eksplozije. Z dodatkom aluminija, so to teţavo sicer odpravili, a so baterije zaradi sprememb prostornine ţe po nekaj ciklih odpovedale. Leta 1991 je Sony na trg poslal prvo litij-ionsko baterijo z grafitno anodo in katodo iz litijevega kobaltata LiCoO 2. Razvoj litij-ionskih baterij se je nadaljeval z iskanjem primernejših katod, kot npr. litij mangan oksida LiMn 2 O 4, litij-ţelezovega fosfata LiFePO 4, litijevega titanata Li 4 Ti 5 O 12 ter primernejšega elektrolita, v smer litij-ionskih polimernih Li- Poly baterij. Te so sicer tanjše in laţje, vendar trenutno še manj zmogljive in draţje [10]

15 Tabela 1: Mejniki pri zgodovinskem razvoju baterij Leto Izumitelj Dejavnost 250 pr.n.š neznan Bagdadska baterija 1800 Alessandro Volta Izum galvanskega člena, Voltov stolp 1802 William Cruickshank Prva baterija za masovno proizvodnjo 1836 John F. Daniell Daniellov člen 1839 Robert Grove Prva gorivna celica 1859 Gaston Planté Svinčev akumulator, prva polnilna baterija 1866 Georges Leclanché Leclanchejev člen 1886 Carl Gassner Prvi suhi člen 1899 Waldemer Junger NiCd baterija 1903 Thomas A. Edison NiFe baterija 1949 Lewis Urry Alkalna baterija 1973 SAFT Li primarna baterija 1990 Stanford R. Ovshinsky NiMH baterija 1991 Sony Li-ion baterija 1994 Belcore Li-Poly baterija 1996 Univerza v Texasu LiFePO 4 baterija 2002 Univerza v Montrealu, MIT Izboljšana LiFePO 4 baterija z nanotehnologijo - 7 -

16 2.2 GALVANSKI ČLEN Galvanski člen je naprava, ki pretvarja kemijsko energijo iz aktivnih snovi neposredno v električno energijo s pomočjo elektrokemijskih oksidacijsko-redukcijskih (redoks) reakcij. Te reakcije potekajo spontano, ko je nanje priključen porabnik. Vsaka baterija je sestavljena iz enega ali več galvanskih členov. Glavna razlika med posameznimi baterijami je v materialih, ki so uporabljeni za katodo, anodo oz. elektrolit. Različni materiali dajejo baterijam različne lastnosti. Le pri določenih vrstah uporabljenih materialov je moţno obrniti kemijski proces, ki poteka pri praznjenju in s tem baterijo ponovno napolniti. Izraz baterija pogovorno uporabljamo tudi za le en galvanski člen, čeprav je pravilnejši takrat, ko imamo vezanih več galvanskih členov. Posamezne člene lahko veţemo zaporedno, vzporedno ali oboje, odvisno od ţelene izhodne napetosti in zmogljivosti. Z galvanskim členom pridobivamo enosmerni električni tok, ki ga lahko uporabimo za opravljanje dela. Električni naboj v raztopinah elektrolitov prenašajo ioni, v kovinah pa elektroni. Energija eksotermne reakcije se pretvarja v električno energijo [14]. GALVANSKI ČLEN je v osnovi sestavljen iz: negativne elektrode anode pozitivne elektrode katode elektrolita separatorja prevodnika Shema 1: Galvanski člen [12]. Elektroda je običajno iz kovine, lahko pa uporabimo tudi kakšen drug prevodnik (grafit) ali polprevodnik. V elektrodah so nosilci električnega naboja elektroni. Izberemo kombinacijo materialov, ki bodo najlaţji in za katere je razlika elektrodnih potencialov čim večja, komponente pa morajo biti prilagojene različnim standardiziranim oblikam baterij. Take kombinacije ni vedno enostavno najti, saj se moramo izogniti: a) reaktivnosti materialov z ostalimi komponentami v bateriji, b) visoki ceni in stroškom obdelave, c) polarizaciji, d) teţavam pri rokovanju in e) škodljivim vplivom na okolje. Za delovanje baterij je zelo pomembno, da je površina elektrode čim večja, kar pa lahko doseţemo s poroznimi materiali [14]. Na elektrodi izmenjava elektronov poteka na fazni meji med kovino in raztopino, kjer električni naboj prehaja iz ene faze v drugo. Prenos elektrona iz kovine na ione v raztopini je elektrokemijska reakcija, pri kateri se spreminjajo oksidacijska števila snovi, ki sodelujejo v elektrokemijski reakciji

17 Anoda je elektroda, ki odda elektron zunanjemu vezju, zato na njej poteka oksidacija. Za anodo izberemo čim boljši reducent, kot sta npr. cink in litij. Litij ima najbolj elektronegativen potencial, je najboljši reducent in najlaţja kovina [14]. Če bi primerjali litij s svincem, ki je več kot dvajsetkrat gostejši od litija, lahko predvidimo, da v svinčev akumulator shranimo le eno dvajsetino energije, kot v enako teţak litijev akumulator [17]. Katoda je elektroda, ki iz zunanjega vezja sprejema elektrone, zato na njej poteka redukcija. Za katodo izberemo čim boljši oksidant, kar pa so običajno kovinski oksidi, lahko pa uporabimo tudi kisik iz zraka (cink-zrak baterije) [14]. V teoriji bi bila najboljša katoda fluorova. Baterij, sestavljena iz litijeve in fluorove elektrode, bi imela napetost skoraj 6 V, vendar je preveč nevarna za uporabo. Fluor takoj reagira z večino snovi, s katero pride v stik, pri sobni temperaturi in tlaku pa je v plinastem stanju, kar še poveča njegovo reaktivnost [17]. Elektrolit mora biti dober ionski prevodnik in hkrati dober elektronski izolator, saj bi sicer lahko dobili notranje kratke stike. Elektrolit mora biti kemijsko in termično stabilen ter varen za uporabo. V elektrolitu so nosilci električnega naboja ioni. Večinoma so elektroliti vodne raztopine, v litijevih baterijah pa je zaradi reaktivnosti litija potrebno uporabiti nevodne raztopine oz. taline soli. Baterije morajo biti primerno zatesnjene, da elektrolit ne izteka oz. se ne izsuši. Nekatere baterije vsebujejo tudi prezračevalne odprtine za odvajanje plinov [14]. Separator je porozna pregrada, membrana ali elektrolitski ključ, ki omogoča prehod ionov in s tem uravnoteţi potencialno razliko med členoma. Uporabimo ga takrat, kadar imamo dva različna elektrolita, da preprečimo njuno mešanje. Elektrolitski ključ poskrbi za stik med raztopinama. V njem je KCl, NaCl ali kak drug ustrezen elektrolit. Gibljivost kationov in anionov mora biti pribliţno enaka. V nasprotnem primeru pride do ločitve naboja in s tem dodatne potencialne razlike [11]. Preprost elektrolitski ključ je lahko cevka, ki jo napolnimo z raztopino soli in ima na obeh koncih membrano ali preprosto le vato. Biti mora dober ionski prevodnik. Prevodnik je zunanji kovinski vodnik, navadno ţica iz kovine, s katerim sklenemo elektrodi. Prehajanje elektronov po prevodniku iz anode na katodo izkoristimo za opravljanje dela. Celoto, ki jo sestavljata dve elektrodi, potopljeni v raztopino elektrolita, sklenjeni z zunanjim vodnikom, imenujemo elektrokemijski člen

18 2.2.1 DELOVANJE GALVANSKEGA ČLENA Galvanski člen dobimo, če reakciji oksidacije in redukcije prostorsko ločimo in usmerimo tok elektronov prek zunanjega tokokroga. Delovanje galvanskega člena najlaţje razloţimo na primeru Daniellovega člena. Shema 2: Daniellov člen. Vsak polčlen je sestavljen iz posode, v kateri je raztopina kovinskega iona, v njej pa je ploščica iz iste kovine. Po dogovoru je na levi strani negativna anoda, na kateri poteka oksidacija (v Daniellovem členu je to cinkov polčlen), na desni strani pa pozitivna katoda, na kateri poteka redukcija (v Daniellovem členu je to bakrov polčlen). V cinkovem polčlenu je anoda cinkova ploščica, potopljena v raztopino cinkovega sulfata(vi) ZnSO 4, ki vsebuje cinkove ione Zn 2+. V bakrovem polčlenu je katoda bakrova ploščica, potopljena v raztopino bakrovega sulfata(vi) CuSO 4, ki vsebuje bakrove ione Cu 2+. Kovinski ploščici sta preko prevodnika povezani v tokokrog, kamor je vpet tudi porabnik (npr. ţarnica, ali voltmeter, ki omogoča merjenje napetosti). Raztopini obeh kovinskih ionov poveţemo preko elektrolitskega ključa. V primeru Daniellovega člena lahko uporabimo raztopino kalijevega sulfata(vi) K 2 SO 4, ker so tudi v obeh polčlenih sulfatni(vi) ioni SO 4 2 [20], oz. nasičeno raztopino kalijevega klorida KCl, ali nasičeno raztopino natrijevega klorida NaCl. V levem polčlenu se cinkova ploščica raztaplja, povečuje se količina cinkovih ionov v raztopini. Atomi cinka se oksidirajo in oddajo anodi vsak po dva elektrona in preidejo v raztopino v obliki ionov Zn 2+. Elektroni, ki se na anodi kopičijo, potujejo preko prevodnika na katodo. S katode bakrovi ioni v raztopini sprejmejo vsak po dva elektrona, se reducirajo in se na njej izločijo. V desnem polčlenu se masa bakrove elektrode povečuje, količina bakrovih ionov v raztopini pa zmanjšuje. Elektrolitski ključ pomaga uravnoteţiti naboj med obema polčlenoma, saj bi se lahko reakcija ustavila zaradi preseţka kationov na cinkovem polčlenu oz. zaradi preseţka anionov na bakrovem členu. Pozitivno nabiti ioni potujejo v smeri bakrovega polčlena in pomagajo

19 izenačiti negativni naboj, ki se pojavi zaradi redukcije bakra. Negativno nabiti ioni potujejo v smeri cinkovega polčlena in pomagajo izenačiti pozitivni naboj, ki se pojavi zaradi oksidacije cinka [32]. Na ta način ostajata obe raztopini v polčlenih električno nevtralni. Reakcije, ki potekajo v Daniellovem galvanskem členu zapišemo kot: anoda: katoda: Zn 0 (s) Zn 2+ (aq) + 2 e Cu 2+ (aq) + 2 e Cu 0 (s) Skupno reakcijo zapišemo kot vsoto obeh delnih reakcij v levem in desnem polčlenu: Zn 0 (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu 0 (s) Shematski zapis Daniellovega galvanskega člena: Zn 0 (s) Zn 2+ (aq) Cu 2+ (aq) Cu 0 (s) Na levo stran v shematskem zapisu po dogovoru zapišemo polčlen, v katerem poteka oksidacija, na desno stran pa polčlen, v katerem poteka redukcija. Ena pokončna črta označuje fazno mejo med kovinsko elektrodo in raztopino ionov v posameznem polčlenu, dve pokončni črti pa označujeta elektrolitski ključ. Na vsaki strani zapišemo element in njegov ion v smeri poteka reakcije najprej reaktante, nato produkte [20]. Daniellov člen je primer baterije, ki se je po izrabi ne da več napolniti (primarna baterija), saj se anoda raztaplja in bi jo morali skupaj z elektrolitom zamenjati, če bi ţeleli baterijo ponovno uporabiti. Pri baterijah, ki jih lahko ponovno napolnimo (sekundarne baterije), lahko elektrodi obnovimo s procesom obratne redoks reakcije elektrolize. V nasprotni smeri praznjenja pošljemo tok iz zunanjega izvora dokler se stanje elektrod in elektrolita ne vrne v začetno stanje oz. stanje čim bolj podobno začetnemu [14]. Primer takšne baterije je avtomobilski svinčev akumulator. Svinčev akumulator je sestavljen iz svinčeve anode in katode iz svinčevega dioksida, ki sta potopljeni v raztopino ţveplove kisline. Anoda: Katoda: Pb (s) + H 2 SO 4 (aq) PbSO 4 (s) + 2 H + + 2e PbO 2 (s) + H 2 SO 4 (aq) + 2 H + + 2e PbSO 4 (s) + 2 H 2 O (l) praznjenje Skupna reakcija: Pb (s) + PbO 2 (s) + 2 H 2 SO 4 (aq) 2 PbSO 4 (s) + 2 H 2 O (l) polnjenje Shematski zapis: Pb(s) PbSO 4 (s) H 2 SO 4 (aq) PbSO 4 (s) PbO 2 (s)

20 2.3 KARAKTERISTIKE BATERIJ ELEKTRIČNA NAPETOST Električna napetost je mera za razliko električnih potencialov med obema elektrodama. Odvisna je od vrste aktivnih snovi v celici. Da lahko primerjamo vrednosti za različne kovine, morajo meritve potekati pri standardnih pogojih, ki so: temperatura 25 C, tlak 101,3 kpa in ionska aktivnost kationov 1 mol/l. Napetost standardne vodikove elektrode sluţi kot referenčna vrednost in je po dogovoru enaka nič [24]. Da lahko predvidimo smer reakcije, ki poteka v galvanskem členu in izračunamo standardno napetost člena, moramo poznati eksperimentalno določene standardne elektrodne potenciale. Tabela 2: Napetostna vrsta kovin in standardni elektrodni potenciali pri 25 C [14] Standardno napetost člena izračunamo tako, da od standardnega elektrodnega potenciala katode odštejemo standardni elektrodni potencial anode. Standardna napetost Daniellovega člena: U 0 (člena) = E 0 (katoda) E 0 (anoda) U 0 (člena) = E 0 (katoda) E 0 (anoda) = 0,34 V ( 0,76 V) = 1,10 V Standardna napetost svinčevega akumulatorja: U 0 (člena) = E 0 (katoda) E 0 (anoda) = 0,356 V ( 1,685 V) = 2,041 V Pri temperaturi 25 C izmerimo napetost ene napolnjene celice 2,1 V. V akumulatorju je zaporedno vezanih šest celic, tako da dobimo skupno napetost 12 V [14]. Standardni elektrodni potencial, E 0, opredeljuje teţnjo elektronov po redukciji oz. oksidaciji kovine na začetku redoks vrste, ki imajo najbolj negativen elektrodni potencial, so močni reducenti, kovine na koncu redoks vrste, z najbolj pozitivnim redoks potencialom, pa so

21 močni oksidanti. Reakcije med kovinami in kovinskimi ioni potekajo v smer nastanka elementarne kovine, ki je v redoks vrsti bolj desno oz. ima bolj pozitiven standardni elektrodni potencial [20]. Napetost baterije je odvisna od števila zaporedno vezanih celic in od napetosti posamezne celice. Napetost posamezne celice je odvisna od uporabljenih elektrod, vrste elektrolita in njegove koncentracije. Ker pa se koncentracija posameznih snovi med praznjenjem spreminja, napetost baterije pa pada. Napetost baterije pada tudi s staranjem [10] PROSTA ENTALPIJA Kadarkoli se v galvanskem členu vzpostavi reakcija, prosta energija sistema pada [14]. Spremembo standardne proste entalpije ponazorimo z enačbo: G 0 = z F E 0, kjer je F = Faradayeva konstanta, As/kmol ali C z = število elektronov v reakciji E 0 = standardni potencial (V) Reakcija poteka samodejno le, če je G manjši od nič. Ker so z, F in E 0 pozitivni, pišemo v enačbi negativen predznak KAPACITETA BATERIJE Kapaciteta baterije nam pove, koliko energije lahko baterija uskladišči. Odvisna je od količine aktivnih snovi v elektrokemijski celici, pretečenega toka in časa. Izrazimo jo kot skupno količino električne energije, vključene v elektrokemijsko reakcijo in zapišemo z enoto amperskih ur Ah ali coulomb C. 1 Ah je enaka 3600 C [14]. S C označujemo tudi najvišji tok, s katerim polnimo ali praznimo baterijo in je enakovreden kapaciteti celice. Teoretično s tokom 1 C celico napolnimo v eni uri. Kadar baterijo praznimo s konstantnim tokom, lahko kapaciteto izrazimo kot produkt toka in časa. Čas merimo do takrat, ko napetost začne hitro padati, to je do napetosti cut off. Q = I t Na kapaciteto vplivajo pravilna uporaba, vzdrţevanje, polnjenje in praznjenje ter način shranjevanja baterije [19]. S staranjem se kapaciteta zmanjšuje in baterija shrani čedalje manj energije

22 2.3.4 GOSTOTA ENERGIJE Če kapaciteto baterije C pomnoţimo z njeno teoretično napetostjo E 0, dobimo količino v enotah Wh. Ta predstavlja največjo moţno količino električne energije, ki bi jo v idealnem primeru baterija lahko oddala. V realnosti se napetost pri praznjenju zmanjšuje in nikdar ne pade povsem na 0 V, zato nikoli ne dobimo toliko električne energije, kot je podana za posamezne baterije [14]. Tabela 3: Napetosti in volumetrične ter gravimetrične kapacitete nekaterih najbolj pogostih galvanskih členov [12] prirejeno po [14]. Iz podatka o specifični energiji lahko razberemo, koliko energije je celica sposobna oddati na enoto teţe. Baterija s specifično energijo 30 Wh/kg lahko teoretično odda 30 Wh, ob predpostavki, da tehta 1 kg. Iz podatkov o gostoti energije lahko razberemo, koliko energije je celica sposobna oddati na enoto prostornine. Merimo jo v Wh/l. Graf 1: Primerjava specifične energije med sekundarnimi in primarnimi baterijami [3]

23 2.3.5 NOTRANJE IZGUBE IN "IR-PADEC" Če baterijo merimo obremenjeno, takoj opazimo, da je napetost na njej padla in da je med praznjenjem manjša od teoretične. To je t.i. "IR-padec" in je posledica ohmske polarizacije oz. notranje upornosti elektrod, ionske upornosti elektrolita, upornosti spojev na katodah in anodah ter upornosti ostalih aktivnih komponent [14]. Graf 2: Tipična krivulja praznjenja baterije prikazuje vpliv različnih tipov polarizacije [28] ŢIVLJENJSKA DOBA BATERIJE Baterija bo imela daljšo ţivljenjsko dobo, če jo bomo uporabljali pri čim bolj konstantni moči ter brez menjave bremena. Če baterija pri določenem toku doseţe nek prag napetosti, to je "cut-off" napetost, ki še omogoča delovanje porabniku, se lahko to baterijo uporabi na bremenu, ki potrebuje manjši tok. Baterijo iz fotografske bliskavice lahko npr. še nekaj časa uporabljamo v urnem mehanizmu, Li-ionske baterije iz avtomobilov pa lahko še vedno uporabljamo kot hišne hranilnike energije [14]. Na ţivljenjsko dobo baterije močno vpliva tudi temperatura. Najboljši izkoristek baterij doseţemo med 20 C in 40 C. Visoke temperature povečajo hitrost kemijskih procesov in s tem samoizpraznitev baterij, pri niţjih temperaturah pa se poveča "IR-padec" zaradi ionske upornosti elektrolita. Baterije je priporočljivo shranjevati pri niţjih temperaturah, vendar jih moramo pred uporabo segreti na sobno temperaturo [14]. Ker baterije prenosnikov in mobilnih telefonov delujejo znotraj naprav in so ţe v svojem okolju podvrţene višjim temperaturam, pazimo, da jih ne segrevamo še dodatno: z nošenjem v ţepu hlač, uporaba na direktnem soncu, uporaba raznih pokrovčkov, ki onemogočajo učinkovito ohlajevanje naprave. Za hitrejše ohlajanje je pomembna tudi oblika baterije, s čim večjo površino glede na prostornino. Način praznjenja in polnjenja tudi vplivata na ţivljenjsko dobo. Baterija zdrţi dlje, če napravo nekaj časa uporabljamo in nato nekaj časa ne, kot če jo uporabljamo kontinuirano. Napolnjenost baterije upoštevamo glede na tip baterije, ki jo uporabljamo pri Li-ionskih baterijah je priporočljivo, da napolnjenost ne pade pod 30 % ter da jo ob vsakem polnjenju ne

24 napolnimo na 100 %, pri NiCd in NiMH baterijah pa je zaradi spominskega efekta pametno baterijo pred ponovnim polnjenjem izprazniti [14]. Pri klasičnem staranju baterije se kapaciteta zmanjšuje zaradi defektov na elektrodah in stranskih reakcij, ki se dogajajo v bateriji in niso posledica spominskega efekta. V Li-ion baterijah elektrode počasi nepovratno oksidirajo. Stanje še poslabšajo prenapolnjenje, čezmerna izpraznitev, preobremenitev in temperaturni ekstremi [10] SPOMINSKI EFEKT NiCd baterije, ki so bile podvrţene cikličnemu praznjenju in polnjenju (npr. v satelitih, ki so kroţili po stalnih tirnicah), so si "zapomnile" koliko energije so v prejšnjih ciklih prejele ali oddale in kasneje niso oddale oz. sprejele več energije, četudi bi teoretično morale imeti višjo kapaciteto. V novejših NiCd baterijah sicer ni cikličnega spominskega efekta, so pa baterije podvrţene tvorbi kristalov, ki ravno tako zniţujejo kapaciteto. Na anodi se namesto amorfnega kadmijevega hidroksida začne tvoriti kristalinični, ki zmanjšuje aktivno površino elektrode. Kristali lahko zrastejo celo tako veliki, da prebodejo separator in lahko povzročijo kratek stik. Spominskemu efektu so podvrţene tudi NiMH baterije, vendar v manjši meri kot NiCd [3]. Slika 5: Kristalizacija kadmijevega hidroksida: a) nova baterija z amorfnim kadmijevim hidroksidom, b) nastanek kristalov, c) obnovljena anoda. Pogosto se spominski efekt napačno pripiše zniţani kapaciteti baterije zaradi neustreznega polnjenja, prenapolnjenja ali izpostavljanja baterije visokim temperaturam. Spominski efekt lahko preprečimo tako, da praznjenje v nobenem ciklu ni enako, baterijo enkrat na mesec pred polnjenjem izpraznimo na manj kot 1 V na celico ter da bateriji enkrat mesečno dovolimo prenapolnjenost [14]

25 2.4 OBLIKA IN VELIKOST BATERIJ Pri načrtovanju oblike baterij je potrebno paziti na razmerje površine in prostornine, da se toplota, ki se sprošča pri reakcijah, čim prej odvede in s tem ne povečuje samoizpraznitve. Tudi oblika baterije vpliva na oddajanje toplote. Baterije, ki jih uporabljamo za majhne obremenitve, imajo lahko majhno površino na prostornino. Baterije, ki jih uporabljamo pri večjih obremenitvah, pa morajo imeti večjo površino na volumen. Baterija bo najbolj učinkovita takrat, ko bo sestavljena iz čim manjšega dela neaktivnih delov [14]. Najpogostejše oblike baterij: cilindrične, gumbaste, prizmatične in ploščate. Slika 6: Najpogostejše oblike baterij. Cilindrična oblika je najpogostejša oblika ohišja za uporabo primarnih in sekundarnih baterij. So enostavne za izdelavo, vzdrţljive in mehansko stabilne, saj prenesejo visoke notranje tlake brez deformacij. Čeprav sklopi cilindričnih celic slabo izkoriščajo prostor, pa imajo v primerjavi s prizmatičnimi višjo energijsko gostoto, prazen prostor pa lahko izkoristimo za izboljšanje ohlajanja. Najpogosteje so to alkalne, NiCd, NiMH in Li-ionske (18560 model, ki se uporablja tudi v Teslinih električnih avtomobilih) baterije, ki se uporabljajo v električnih orodjih, medicinskih pripomočkih, daljincih, urah, igračah [3]. Gumbasta oblika, lahko tudi kovanec oblika, omogoča kompaktno obliko zmogljivih baterij za majhne prenosne naprave, kot so slušni aparati, srčni spodbujevalniki, alarmne naprave, avtomobilski daljinci, igrače. Večinoma so to primarne baterije [3]. Prizmatična oblika celic omogoča tanke baterije fleksibilnih oblik in velikosti. Prostor v celici je dobro izkoriščen, prav tako pri sklopih več baterij. Najpogosteje jih najdemo v mobilnih telefonih, tablicah, v večjih dimenzijah pa tudi v električnih pogonskih sklopih v hibridnih in električnih vozilih. V primerjavi s cilindrično obliko omogočajo večjo izrabo prostora, vendar manj učinkovito odvajanje toplote, imajo krajšo ţivljenjsko dobo in se lahko napihnejo zaradi plinov, ki nastajajo ob polnjenju. Če se celica nabrekne, jo moramo zamenjati, saj obstaja velika moţnost samovţiga ali eksplozije [3]. Ploščata oblika omogoča kompaktno obliko vzdrţljivih baterij z višjo napetostjo. Ploščate baterije so navadno sestavljene iz treh ali šestih členov cilindrične ali ploščate oblike z nazivno napetostjo 4,5 V ali 9 V

26 Najpogostejši geometrični velikostni razredi baterij [44]: AAA (1,5 V) AA (1,5 V) C (1,5 V) D (1,5 V) ploščata 4,5 V ploščata 9 V Slika 7: Različne oblike in velikosti baterij: 4.5-volt, D, C, AA, AAA, AAAA, A23, 9-volt, CR2032 in LR44. Najpogostejše oznake tipa baterije: R cink-ogljikova LR alkalna CR primarna litijeva SR srebrova Trg baterij in naprav, v katerih jih uporabljamo, je nepregledno velik, zato je velika tudi izbira. Naštetih je le nekaj standardnih oblik in velikosti baterij. Predvsem pri sekundarnih baterijah se oblike nenehno spreminjajo, saj se baterije prilagajajo aparatu oz. napravi

27 2.5 TIPI BATERIJ IN UPORABA Baterije delimo na primarne, sekundarne, rezervne ter gorivne celice. Glavna razlika med njimi je v tem, da primarne po uporabi zavrţemo, sekundarne lahko večkrat ponovno napolnimo, rezervne aktiviramo po potrebi, gorivnim pa reaktante dovajamo sproti. Baterije imajo omejeno mnoţino reaktantov, zato je njihova energijska zmoţnost pogojena z velikostjo. Rezervne baterije imajo neko komponento (navadno elektrolit) izolirano od ostalih in jo aktiviramo, preden baterijo uporabimo. Gorivne celice uporabljajo reaktante iz rezervoarjev, ki jih po potrebi dopolnimo PRIMARNE BATERIJE Primarne baterije so tiste, ki se jih ne da ponovno napolniti oz. se jih pri novejših modelih ne da večkrat učinkovito ponovno napolniti in jih po izpraznitvi zavrţemo. Primarne baterije uporabljamo v napravah z nizko porabo energije, kot so ţepne svetilke, ure, daljinci, otroške igrače, medicinski pripomočki, saj so lahke, navadno cenovno dostopne, enostavne za uporabo, ne potrebujejo vzdrţevanja, imajo visoko energijsko gostoto in se počasneje izpraznijo. Nekaterim primarnim baterijam lahko po izpraznitvi zamenjamo elektrolit in anodo in jih tako lahko ponovno uporabimo (npr. baterije, kjer je anoda kovina, katoda pa zrak) [14]. Graf 3: Razvoj primarnih baterij [14]. Na trţišču je veliko različnih primarnih baterij, tako po sestavi, kot po obliki. Med njimi so najpogostejše: Cink-ogljikova baterija (ZnC), Leclanchéjev suhi člen V členu je anoda valjasta posodica iz cinka, katoda pa ogljikova palčka, obdana s trdim manganovim dioksidom. Manganovemu dioksidu dodajo še grafit, da povečajo njegovo električno prevodnost. Ogljikova palčka sluţi za boljši stik in pri kemijskih reakcijah ne

28 sodeluje. Elektrolit je pasta, prepojena z nasičeno raztopino amonijevega klorida. Iz take suhe izvedbe člena elektrolit ne izteče, tudi če posodica poči. V izboljšani različici Leclanchéjevega člena kot elektrolit uporabljamo tudi cinkov klorid. Različice s čistejšim sintetičnim manganovim dioksidom so zmogljivejše in draţje od različic z mineralnim manganovim oksidom [21]. Običajne cink-ogljikove baterije so cilindrične oblike, odlikuje jih nizka cena. Ne glede na velikost imajo napetost 1,5 V. Razlikujejo se v količini energije, ki jo lahko shranijo. Večje baterije lahko shranijo več energije. Večjo napetost dobimo z zaporedno vezavo več členov. Graf 4: Različne cink-ogljikove baterije pri kontinuiranemu praznjenju ob uporu 150 ohm in temperaturi 20 C [14]. Kemijska reakcija v celici z amonijevim kloridom kot elektrolitom: Zn + 2 MnO 2 + NH 4 Cl + H 2 O 2 MnOOH + NH 3 + Zn(OH)Cl Kemijska reakcija v celici s cinkovim kloridom kot elektrolitom: Zn + 2 MnO H 2 O + ZnCl 2 2 MnOOH + 2 Zn(OH)Cl Shema 3: Suhi Leclanchejév člen v prerezu [27]. Izpraznjenih cink-ogljikovih baterij ne smemo nikoli puščati v napravah, ki jih napajajo, saj lahko izteče elektrolit, ki napravo poškoduje

29 Alkalne baterije Alkalni člen ima anodo iz cinkovega prahu za večjo aktivno površino. Katoda je iz elektrolitsko pridobljenega in zato čistejšega manganovega dioksida z dodatkom grafita za boljšo elektroprevodnost. Elektrolit je 35 % do 52 % vodna raztopina kalijevega hidroksida KOH. V tako visokih koncentracijah omogoča dobro električno prevodnost in manjšo stopnjo nastajanja vodika, kot suhi člen. Anodi za boljše delovanje in zmanjševanje nastajanja plinastega vodika dodajajo tudi nekatere teţke kovine, predvsem ţivo srebro, kar pa predstavlja velik okoljski problem, zato ga v razvoju alkalnih baterij počasi opuščajo ali zmanjšujejo prisotnost [14]. Alkalne baterije so cilindrične in gumbaste oblike. Ne glede na velikost imajo napetost med 1,5 in 1,65 V, odvisno od čistosti manganovega dioksida in vsebnosti cinkovega dioksida na anodi. Primerne so za vse vrste naprav, predvsem tiste, ki potrebujejo višje tokove. Skupna kemijska reakcija: 2 MnO 2 + Zn + 2 H 2 O 2 MnOOH + Zn(OH) 2 Shema 4: Alkalna baterija [14]. Graf 5: Primerjava suhega člena in alkalne baterije pri normalni obremenitvi [14]. V primerjavi s suhim členom imajo višjo kapaciteto. Zaradi visoke koncentracije in zelo dobre električne prevodnosti kalijevega hidroksida in s tem posledično manjše mase, lahko elektrodi zavzemata več prostora. Notranji upor je manjši, nekoliko je večje notranje samoizpraznjenje, ţivljenjska doba je občutno daljša. Cenovno so nekoliko draţje [14]. Nekatere alkalne baterije lahko ponovno napolnimo, vendar zdrţijo le nekje med 20 in 100 cikli. Pomembna je izbira pravega polnilca

30 Ţivosrebrove (HgO) baterije Anoda je lahko iz cinka ali kadmija, katoda je ţivosrebrov oksid, elektrolit pa vodna raztopina kalijevega ali natrijevega hidroksida. Vsebnost ţivega srebra je od 35 do 50 % na teţo baterije, kar predstavlja veliko okoljsko tveganje, če baterija po izpraznitvi ni pravilno odloţena in predelana. Njihovo proizvodnjo so zaradi toksičnosti ţivega srebra in kadmija opustili. Členi so večinoma gumbne oblike z napetostjo 1,35 V, z visoko specifično gostoto in zelo dobrim razmerjem kapacitete na volumen enote, dobro se obnesejo pri višjih temperaturah, slabše pri nizkih temperaturah. Imajo majhen notranji upor, konstantno napetost in majhno lastno praznjenje (izguba na letnem nivoju pri 20 C je med 10 in 20 %). Kljub visoki ceni so se uporabljale v ţepnih kalkulatorjih, slušnih aparatih, srčnih spodbujevalnikih, zapestnih urah [14]. Skupna kemijska reakcija: Zn + HgO ZnO + Hg Cd + HgO + H 2 O Cd(OH) 2 + Hg Shema 5: Prečni prerez ţivosrebrove baterije [27]. Shema 6: Prečni prerez srebrove baterije [27]. Srebrove (Ag 2 O) baterije Anoda je iz cinkovega prahu, katoda je iz stisnjenega srebrovega(i) oksida, ki mu je za boljšo prevodnost dodan grafit. Elektrolit je vodna raztopina kalijevega ali natrijevega hidroksida. Člen daje konstantno napetost 1,5 V, zato ga lahko uporabimo tudi kot referenčno napetost. Specifična gostota energije je zelo visoka, zato so takšne baterije idealne za uporabo v obliki majhnih gumbastih baterij. Dobro se obnesejo pri niţjih temperaturah. Imajo majhen notranji upor, majhno lastno praznjenje (izguba na letnem nivoju pri 20 C je manj kot 5 %), iztekanje elektrolita je zanemarljivo, vzdrţujejo konstantno napetost in so zaradi visokih cen srebra relativno drage. Uporabljajo se v ţepnih kalkulatorjih, slušnih aparatih, glukometrih, zapestnih urah [14]. Skupna kemijska reakcija: Zn + Ag 2 O 2 Ag + ZnO

31 Cink-zrak baterije Anoda je iz granuliranega cinkovega prahu. Vlogo katode prevzame kisik, ki ga člen jemlje iz zraka. Na aktivni površini katode poteka redukcija kisika v prisotnosti vodne raztopine kalijevega hidroksida kot alkalnega elektrolita. Katoda se med delovanjem baterije ne izrablja ali spreminja. Ker se kisik v baterijo dovaja iz zraka, katoda ne potrebuje veliko prostora tega zapolni anoda. Za dovod zraka so na pozitivni strani baterije zračne odprtine. Baterija dobro deluje le v določenih področjih vlaţnosti. Cink-zrak baterije so razvili predvsem zaradi nadomestitve ţivosrebrnih baterij, čeprav ga vsebujejo pribliţno 2 %. Člen z nominalno napetostjo 1,4 V najdemo večinoma v gumbasti obliki, čeprav ga izdelujejo tudi v cilindrični in prizmatični obliki. Ima zelo visoko specifično gostoto, nekoliko večji notranji upor, nizko maso, ob praznjenju vzdrţuje konstantno napetost, ima majhno lastno praznjenje (izguba na letnem nivoju pri 20 C je manj kot 3 %). Je cenejši od ţivosrebrovega ali srebrovega člena. Cink-zrak baterije so razvili za potrebe vojske, vendar so postale tudi komercialno zanimive. Uporablja se v slušnih in številnih ostalih medicinskih aparatih [14]. Skupna kemijska reakcija: 2 Zn + O 2 2 ZnO Shema 7: Cink-zrak baterija [14]. Litijeve baterije Člen so razvili v številnih izvedbah z litijem za anodo zaradi njegove majhne teţe, visokega redoks potenciala in dobre prevodnosti. Katoda je lahko plin ali tekočina (ţveplov dioksid SO 2, tionil klorid SOCl 2 ), kovinski oksid (manganov dioksid MnO 2 ), sulfid (ţelezov disulfid FeS 2 ). V členih s trdnim elektrolitom je katoda svinec ali svinčeve spojine. Litij burno reagira z vodo in zrakom, produkt reakcije pa je vodik. Elektrodi in elektrolit so zato zaprli v jekleno posodico, za elektrolit pa se največkrat uporabljajo nevodne organske raztopine litijevih soli. Za boljšo prevodnost skrbi grafitna palčka. Člen doseţe napetost do 4 V, ima visoko specifično energijo in gostoto, majhen notranji upor, majhno lastno praznjenje, vzdrţuje konstantno napetost ob praznjenju, neobčutljiv je za temperaturne spremembe. Najpogostejša oblika baterij je gumbna, izdelujejo pa tudi cilindrične ter prizmatične oblike v vseh velikostih

32 Litijeve baterije so razvili v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, na začetku predvsem za potrebe vojske. Ko so odpravili varnostne teţave, pa so prišle baterije v splošno uporabo. Zaradi dolge ţivljenjske dobe in konstantne napetosti, jih največkrat najdemo v srčnih spodbujevalnikih, defibrilatorjih, avtomobilskih ključih, kamerah, varnostnih napravah, kalkulatorjih, urah. S primarnimi litijevimi baterijami je potrebno ravnati previdno, saj lahko ob polnjenju, pregrevanju, mehanski poškodbi ali izpostavitvi ognju eksplodirajo [14]. Skupne kemijske reakcije ob najpogostejših katodah: 2 Li + 2 SO 2 Li 2 S 2 O 4 4 Li + 2 SOCl 2 4 LiCl + S + SO 2 Li + MnO 2 LiMnO 2 4 Li + Fe 2 S 2 Li 2 S + Fe Shema 8: Li/MnO 2 baterija v cilindrični in gumbasti obliki [27]

33 2.5.2 SEKUNDARNE BATERIJE Sekundarne baterije, rečemo jim tudi akumulatorji, po uporabi ne zavrţemo, saj jih lahko znova napolnimo z zunanjim virom električne energije in ponovno uporabimo. Uporaba je smiselna v avtomobilih in motociklih za zaganjanje, električnih prevoznih sredstvih, energijsko potratnih elektronskih napravah, pomembne pa so tudi za shranjevanje energije za čas, ko le-ta ni dostopna. Njihova energijska gostota sicer ni tako visoka, kot pri primarnih, vendar je uporaba cenejša in okolju prijaznejša [14]. Akumulator je vir napetosti in med uporabo deluje enako kot galvanski člen. Po sklenjenem električnem krogu, v katerega je vključen porabnik, poganja tok. Ob tem se prazni, oddaja električno delo, skupna notranja energija pa se mu zmanjšuje. Ob polnjenju ga priključimo na zunanji vir napetosti (alternator ali posebej prilagojen polnilnik za električno omreţje). Pozitivno elektrodo zveţemo z negativnim priključkom polnilnika, negativno elektrodo pa s pozitivnim priključkom polnilnika. Zunanji polnilnik pri polnjenju poganja v akumulatorju tok in s tem kemijske reakcije v nasprotni smeri. Akumulatorju tako dovajamo električno delo, skupna notranja energija se veča. Napolnjen akumulator lahko zopet uporabimo kot vir napetosti. Polnjenje in praznjenje, kjer akumulator sprejema in oddaja nakopičeno energijo, imenujemo cikel. Akumulator zmore več sto ciklov, preden postane neuporaben, odvisno od načina uporabe in vzdrţevanja [22]. Različne sekundarne baterije imajo različne karakteristike in se uporabljajo v različne namene, odvisno od potreb. Karakteristike nekaterih tipičnih sekundarnih baterij glede na njihove volumetrične (Wh/l) in gravimetrične (Wh/kg)energijske gostote, so prikazane na spodnjem grafu [26]. Graf 6: Primerjava različnih tipov sekundarnih baterij glede na razpon njihove volumetrične (Wh/l) in gravimetrične (Wh/kg) energijske gostote [26]

34 Svinčev akumulator Svinčev akumulator je sestavljen iz svinčeve anode in katode iz svinčevega dioksida, ki sta potopljeni v 20 % raztopino ţveplove(vi) kisline. praznjenje Skupna kemijska reakcija: Pb + PbO H 2 SO 4 2 PbSO H 2 O polnjenje Ko akumulator deluje, svinec oksidira, svinčev dioksid pa reducira. Na obeh elektrodah nastaja svinčev(ii) sulfat(vi) PbSO 4. Pri praznjenju akumulatorja se porablja ţveplova kislina in tvori voda. Stanje izpraznjenosti akumulatorja lahko določimo z merjenjem gostote kisline v akumulatorju. Pri procesu polnjenja se na anodi odlaga svinec, na katodi svinčev dioksid, ţveplova kislina pa se regenerira [11]. Shema 9: Prerez svinčevega akumulatorja [27]. Danes svinčevi akumulatorji za elektrodi uporabljajo na mreţo nanesen gobast svinec z močno povečano aktivno površino. Zaradi mehanične trdnosti je mreţi, ki je v osnovi iz svinca, dodan še antimon ali kalcij. Nekateri proizvajalci uporabljajo tudi druge zlitine (npr. z dodatkom srebra). Takšne mreţe so trdnejše, bolj odporne proti koroziji, poraba vode med polnjenjem se močno zmanjša, zmanjša se tudi samoizpraznitev. Akumulatorska celica je sestavljena iz določenega števila pozitivnih in negativnih plošč, oblitih z elektrolitom in ločenih s separatorjem. Debelina plošč vpliva na kapaciteto, število plošč pa vpliva na zagonsko moč. Plošče so sestavljene iz mreţic, kar povečuje aktivno površino. Namesto vodne raztopine večinoma vsebujejo gel z ţveplovo (VI) kislino [59]. Vsaka celica zmore 2,1 V električne napetosti. Glede na število zaporedno vezanih celic v akumulatorju, poznamo različne nazivne napetosti: 2, 4, 6, 12 in 24 V. Avtomobilsko akumulatorsko baterijo z gonilno napetostjo 12 V sestavlja šest celic

35 Svinčevi akumulatorji zmorejo velik tok, ki ga zahtevajo zaganjači motorjev v vozilih, dobro pa se obnesejo tudi pri majhnih tokovih. Zmogli naj bi od 500 do 800 ciklov. V avtomobilu, v katerem alternator sproti polni akumulator, lahko ta nemoteno deluje več let. Akumulator z lastnim praznjenjem mesečno izgubi 5 % nakopičene energije. K hitrejšemu samoizpraznjenju pripomore višja temperatura (pri temperaturi 40 C se akumulator izprazni v dveh tednih), nečistoče na elektrodah ali v elektrolitu. Prednost svinčevega akumulatorja je zanesljivost in nizka cena, slabost pa razmeroma velika teţa. Iz odsluţenega svinčevega akumulatorja razmeroma preprosto pridobimo svinec, ki ga lahko ponovno uporabimo [22]. Dolgotrajno skladiščenje in izpraznjenje lahko vodita do ireverzibilne polarizacije sulfatizacije. Svinčev sulfat kristalizira, se odlaga na elektrodah in tako zmanjšuje kapaciteto akumulatorja. Zaradi povečane notranje upornosti traja polnjenje dlje časa, sprošča se višja temperatura, povečuje se korozija akumulatorskih plošč. Enak proces je tudi pri akumulatorjih, kjer elektrolit ne pokriva v celoti plošč, ki so v akumulatorju. Posledica sulfatizacije je skrajšana ţivljenjska doba. Do sulfatizacije avtomobilskih akumulatorjev prihaja, če se vozilo večinoma uporablja le za kratke mestne voţnje, če se vozilo uporablja le občasno, ali pa če se akumulator pred daljšo neaktivnostjo ne napolni. Sulfatizacija akumulatorjev je pogosta pri motornih kolesih, če se med zimo ne poskrbi za ustrezno vzdrţevanje akumulatorja [59]. Svinčev akumulator najdemo v različnih izvedbah s kapaciteto od 1 Ah pa do Ah v avtomobilih, viličarjih, invalidskih vozičkih, hibridnih vozilih, telekomunikacijskih sistemih, sistemih za brezprekinitveno napajanje (UPS), prenosni signalni opremi, zasilni razsvetljavi, električnih dvigalih, navtiki, podmornicah, itd. [14]. Ni-Cd baterije Nikelj-kadmijeve baterije, ki jih je leta 1899 odkril Waldemar Junger, so bile do pred dvajsetimi leti glavna vrsta polnilnih baterij. Zaradi strupenosti kadmija so jih zamenjale nikelj-metal hidridne baterije. Za anodo se uporablja kadmij, katoda je nikljev(iii) oksihidroksid NiOOH, elektrolit pa je kalijev hidroksid KOH. Elektrolit ne sodeluje v reakciji, zato ostaja njegova gostota konstantna. Skupna kemijska reakcija: 2 NiOOH + Cd + 2 H 2 O 2 Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2 V primerjavi s svinčevim akumulatorjem, ima večjo specifično energijo, med 40 in 60 Wh/kg. Gonilna napetost celice je 1,25 V. Z lastnim praznjenjem mesečno izgubi okoli 20 % nakopičene energije. Ob skrbni rabi in rednem vzdrţevanju lahko doseţe več kot 2000 ciklov oz. jo lahko uporabljamo med 8 in 25 let. Tudi po daljšem skladiščenju je polnjenje hitro in preprosto. Čeprav je NiCd akumulator cenovno draţji od svinčevega, ga uporabljajo tam, kjer je zaţelena manjša masa. Prevladujejo v zaganjalnikih za letalske motorje, prenosnem električnem orodju, medicinskih napravah, radijskih postajah, zasilnih zavorah, itd

36 NiCd akumulator ima močno izraţen spominski efekt, zato je ob uporabi potrebno skrbno upoštevati cikle praznjenja in polnjenja. Pri polnjenju s premajhnim tokom se na kadmijevi elektrodi s časom razvijejo vse večji kristali, zmanjša se efektivna površina, ki zmanjša delovanje akumulatorja. Posledice spominskega efekta lahko odpravimo z večkratnim skoraj popolnim izpraznjenjem akumulatorja in nato z napolnitvijo z ustreznim tokom [22]. NiMH baterije Iz nikelj-kadmijevega se je razvil nikelj-metal hidridni akumulator. Kadmij na anodi je nadomeščen z vodikom v obliki trdnega hidrida, katoda je NiOOH, elektrolit KOH. Skupna kemijska reakcija: MH + NiOOH M + Ni(OH) 2 Zlitine s kovinskim hidridom morajo imeti dobro zmoţnost shranjevanja vodika, primerne termodinamske lastnosti za reverzibilne absorpcije/desorpcije, visoko elektrokemično reaktivnost in biti morajo odporne na korozijo. V razvoju zlitin so se osredotočili na lantan nikljevo zlitino LaNi 5 (kot AB 5 zlitine) in titanove ter cirkonijeve zlitine (kot AB 2 zlitine), vendar je bila zmoţnost shranjevanja vodika nizka, oksidacije in korozija pa so povzročile kratko ţivljenjsko dobo, visok notranji tlak plina in majhno moč. Te lastnosti so popravili z dodatkom elementov redkih zemelj: La, Ce, Nd, Pr, Y, Ni, Co, Al, Ti, Zr, Si, V, Cr, Mn. Gonilna napetost celice je 1,25 V, specifična energija je višja kot pri NiCd, 60 do 80 Wh/kg. Z lastnim praznjenjem mesečno izgubi okoli 30 % energije, ţivljenjska doba je 2 do 5 let oz. 300 do 600 ciklov. Tudi pri NiMH baterijah se kaţe spominski efekt, le da v manjši meri. Popolnoma izprazniti in napolniti jih je potrebno le na vsake tri mesece. Pri polnjenju moramo uporabljati poseben t. i. pametni polnilec, saj so NiMH baterije občutljive na prenapolnjenost. Baterijo lahko polnimo le do določene temperature [14]. Pred prvo uporabo se priporoča 16 do 24 urno počasno polnjenje, da se enakomerno napolnijo vse baterijske celice v sklopu in da se elektrolit enakomerno razporedi po vsej strukturi baterijske celice. Baterije navadno doseţejo optimalno zmogljivost po nekaj ciklih polnjenja in praznjenja [33]. Slika 8: Panasonicova NiMH eneloop baterija

37 Baterije imajo širok obseg delovne temperature, od -30 C do 70 C in se hitro napolnijo. Skladiščiti jih je priporočljivo v hladnem in suhem prostoru pri pribliţno 40 % napolnjenosti. NiMH baterije so pogosta izbira napajanja v hibridnih vozilih, medicinskih napravah in industrijskih aplikacijah. V redni prodaji jih lahko dobimo v vseh tipih (cilindrične, gumbne, prizmatične) in standardnih velikostnih razredih (AAA, AA, C, D, 9 V ) ter različnih zmogljivosti. So varne za uporabo, cenovno ugodne in okolju prijaznejše, saj jih lahko recikliramo [14]. Ni-Zn baterije Nikelj-cink baterije so zanimive, ker so materiali poceni in ne preveč strupeni. Katoda je NiOOH, anoda cink, elektrolit je KOH. Napetost znaša 1,65 V. Skupna kemijska reakcija: 2 NiOOH + 2 H 2 O + Zn 2 Ni(OH) 2 + Zn(OH) 2 Specifična energija je pribliţno dvakrat večja od Ni-Cd baterij (50-60 Wh/kg), vendar je bila ţivljenjska doba baterije precej omejena zaradi spreminjanja oblike cinkove elektrode in tvorjenja dendritskih izrastkov, ki povzročajo kratke stike. Z razvojem baterij so podaljšali ţivljenjsko dobo niklja in cinka z uporabo aditivov in zniţanjem koncentracije KOH na okoli 500 ciklov. Največ so v uporabi v električnih kolesih in skuterjih [14]. Ni-Fe baterije Nikelj-ţelezove baterije so bile zelo pomembne od uvedbe leta 1908, do leta 1970, ko so izgubile svoj trţni deleţ proti svinčevem akumulatorju. Zaradi svoje robustne konstrukcije, trpeţnosti in dolge ţivljenjske dobe so jih največ uporabljali v tovornjakih, rudarstvu, podzemnih vozilih, na ţeleznici. Skupna kemijska reakcija: 3 Fe + 8 NiOOH + 4 H 2 O 8 Ni(OH) 2 + Fe 3 O 4 Nizka specifična energija (30 Wh/kg), visoko samoizpraznjenje (20 40 % mesečno), slaba učinkovitost pri nizkih temperaturah in visoki stroški proizvodnje v primerjavi s svinčevim akumulatorjem, so privedli do manjše uporabe. Anoda je iz ţeleza, katoda je NiOOH. Elektrolit je KOH, za večjo kapaciteto celice pa mu dodajo litijev hidroksid LiOH. Napetost celice je 1,2 V. Ob primernem vzdrţevanju jih lahko uporabljamo 8 do 25 let oz do 4000 ciklov. Baterije niso občutljive na večkratno popolno izpraznjenje. Skladiščimo jih izpraznjene. Priporočljivo je, da se baterija uporablja v dobro zračenem prostoru, da se prepreči morebitno nabiranje vodika in s tem morebitno eksplozijo ali poţar [14]

38 Li-ionske baterije Uporaba litija v baterijah se je začela dokaj pozno, saj niso znali razviti ustreznega elektrolita in ustrezne oblike posode, da bi nadzirali njegovo aktivnost. Prve litijeve baterije z anodo iz čistega litija so se pojavile v začetku sedemdesetih let prejšnjega stoletja. Pri poskusu ponovnega polnjenja je pogosto prihajalo do eksplozij zaradi nastanka litijevih dendritov oz. neenakomernih izrastkov. Litij so najprej zamenjali z litijevimi zlitinami, kasneje pa z anorganskimi litijevimi spojinami. Te imajo še boljše elektrokemijske lastnosti od samega litija in jih danes uporabljajo kot elektrode v Li-ionskih baterijah [17]. Shema 10: a) Nastanek dendritov v litij-kovinski bateriji. b) Plastovita struktura anode v litij-ionski bateriji preprečuje nastanek dendritov z vgradnjo litijevih ionov med plasti [26]. Zaradi varnostnih pomanjkljivosti in stroškov proizvodnje, so prvi akumulatorji prišli na trg šele dvajset let po odkritju. Podjetje Sony je leta 1991 predstavilo prvi komercialni Li-ionski akumulator z grafitno anodo ter katodo iz litijevega kobaltata LiCoO 2, z napetostjo 3,6 V, kar je trikrat več od običajne alkalne baterije, in z energijsko gostoto120 do 150 Wh/kg, kar je dva do trikrat več, kot so jo imeli tedaj popularni NiCd akumulatorji. Ta tip akumulatorja je danes v večini prenosnih elektronskih naprav, posebno pozornost pa posvečajo akumulatorjem, primernim za vgradnjo v električna vozila [17]. Litij, za katerega je znan najvišji standardni redoks potencial 3,04 V in najmanjša gostota (0,53 g/cm3), omogoča izdelavo baterij z visoko energijsko gostoto. Litijev kation sodeluje v kemijskih reakcijah na obeh elektrodah, na katerih se litij reverzibilno vgrajuje in izgrajuje. Večino današnjih Li-ionskih baterij sestavljajo grafitne anode, vse pogosteje tudi grafenske ali celo litij titanatne Li 4 Ti 5 O 12. Katode sestavljajo oksidni materiali prehodnih kovin Li x MO 2, npr. LiCoO 2, LiNiO 2 ali LiMn 2 O 4, ali litij ţelezo fosfat LiFePO 4. Elektrolit je brezvodna raztopina litijevih soli v organskem topilu. Tokovni kolektor ali prevodna kovina na anodni strani je navadno bakrena folija, prevlečena z grafitom. Zbiralnik elektronov na katodni strani pa je aluminijeva folija [26]

39 Shema 11: Shematski prikaz Li-ionske baterije [10] prirejeno po [8]. Na negativni strani grafit zadrţuje litijeve ione med plastmi, medtem ko so na pozitivni strani litijevi ioni vgrajeni v oksidne spojine. Pri praznjenju se v grafitni strukturi zadrţani litijevi ioni od tam umaknejo in se vgradijo v oksidno strukturo, pri polnjenju pa se litijevi ioni, vgrajeni v oksidni strukturi, od tam umaknejo in se vgradijo nazaj v grafitno strukturo. Elektrodi loči brezvodni elektrolit, ki omogoča transport litijevih ionov med elektrodami [26]. Shema 12: Struktura katodnih materialov: (a) plastovita struktura LiMn x Ni y Co z O 2 ; (b) špinelna struktura LiMn 2 O 4 ; (c) olivinska struktura LiFePO 4 [30]. Na katodni strani je razvitih kar nekaj alternativ klasičnemu LiCoO 2. Plastovite strukture s heksagonalno simetrijo in špinelne strukture LiMn 2 O 4, ponujajo tridimenzionalno strukturo, kamor se lahko vrinejo Li ioni. Olivinska struktura LiFePO 4 katodnega materiala ima tunelno strukturo, ki izboljša prevodnost elektronov z nano strukturiranimi ogljikovimi prevlekami. Katodo lahko poleg ene vrste materiala sestavljajo različna razmerja osnovnih materialov, kar omogoča še dodatno povečanje napetosti na celici ali povečanje energijske gostote: litij kobaltat LCO, litij nikelj oksid LNO, litij mangan oksid LMO, litij nikelj kobalt mangan oksid NMC [30]

40 Za anodo so na začetku uporabljali titanov disulfat TiS 2, ki je sicer imel plastovito strukturo, vendar v kombinaciji z novimi elektrodnimi materiali ni omogočal dovolj hitre vgradnje in izločitve litijevih ionov. Zamenjala ga je grafitna in nato grafenska anoda. Z iskanjem cenejših in varnejših anodnih materialov, še posebno nano strukturiranih, so razvili z ogljikom prevlečene silicijeve Li 4 Ti 5 O 12 ali TiO 2 anode. Varnost, ki je pri velikih Li-ionskih baterijskih sistemih izrednega pomena, predvsem zaradi velike količine uporabljenih elektrolitov, saj pri visokih napetostih obstaja moţnost nastajanja plinov in razgradnja elektrolitov, je izboljšana z uporabo anod, ki ne nabrekajo. Dodatno izboljšanje je moţno tudi z uporabo gel elektrolitov, ki močno zmanjšajo parne tlake topil uporabljenih v elektrolitih [4]. Raztopina elektrolitov igra ključno vlogo pri transportu pozitivnih litijevih ionov med katodo in anodo. Visoko čisti elektroliti so ključna sestavina Li-ionskih baterij. Najpogosteje uporabljen elektrolit sestavljajo litijeve soli, kot LiPF 6, LiBF 4 v organski raztopini (etri, estri, karbonati, ionske tekočine). Poleg litijeve soli, je potrebno v končen elektrolit vključiti še vrsto dodatkov, da dobimo zahtevane lastnosti od elektrolitske raztopine. Ti dodatki elektrolitov Li-ionskim baterijam izboljšajo stabilnost, preprečujejo nastanek dendritov in upočasnijo razpad elektrolita. Idealen elektrolit mora omogočiti, da v ne-vodnem mediju v celoti raztopi litijeve soli in oddalji solvatirane litijeve katione od anionov ter zagotovi visoko mobilnost. Anion mora biti stabilen proti oksidacijski razgradnji na katodi ter inerten na topilo elektrolita. Tako anion kot kation morata biti inertna proti drugim komponentam celice, kot so separator, podlage elektrod, ohišje celic [29]. Zamenjava tekočega elektrolita s suhim je omogočila enostavnejše oblikovanje v tanke filme in posledično izdelovanje baterij manjših dimenzij. Trden polimerni elektrolit je sicer elektrokemijsko bolj stabilen od tekočega, vendar za delovanje zahteva višje temperature, okoli 80 C, kar je omejeno le na večje baterijske sisteme in je neprimeren za manjše elektronske naprave. V mikroporozni polimerni matrici je impregnirano topilo in litijeva sol. Baterije s polimernim elektrolitom so tanke in ne zahtevajo posebnih separatorjev med elektrodama, saj to vlogo opravi kar polimer [26]. Shema 13: Seznam elektrodnih materialov in vrst elektrolitov za polnilne Li-ionske baterije [4]

41 Litij-ionske baterije ne poznajo opaznega spominskega efekta, kot je ta izraţen predvsem pri NiCd baterijah. Zanje je priporočljivo, da napolnjenost ne pade pod 30 % ter da jo ob vsakem polnjenju ne napolnimo na 100 %. Delno polnjenje litij-ionskih baterij na njihovo ţivljenjsko dobo nima nobenega vpliva. Ţivljenjske dobe ne skrajšujejo vzorci polnjenja in praznjenja, kot pri Ni-Cd baterijah, temveč število vseh napajalnih ciklov. Pri litij-ionskih baterijah en cikel ne predstavlja nujno le eno popolno izpraznitev baterije, temveč se kot en cikel štejeta tudi dve izpraznitvi do 50 % oz. več krajših delnih izpraznitev. Večkratni ponavljajoči popolni izpraznitvi litij-ionskih baterij se je dobro izogibati, saj lahko baterija čez čas postane nestabilna in nezanesljiva. Za samo baterijo je precej večji šok, če se baterija preveč izprazni, saj je v izpraznjenem stanju in pri ponovnem polnjenju pod precej večjo obremenitvijo, lahko se tvorijo plini in baterija nabrekne. Celico lahko uničimo ţe, če jo izpraznimo pod 3 V. Izjemoma se priporoča občasno praznjenje baterije do konca zaradi same kalibracije baterije (problem elektronike in ne same baterije), vendar pa je to potrebno storiti zelo redko, manj kot enkrat mesečno. Skladiščimo jih 40 % polnjene v hladnem in suhem prostoru. Z lastnim praznjenjem mesečno izgubijo okoli 5 % energije, ţivljenjska doba je nad pet let oz. nad 1000 ciklov. Li-Ion baterije so temperaturno zelo občutljive. Najprimernejše mesto za shranjevanje baterije bi bilo v hladilniku, saj ţe temperature okoli 25 C povzročijo letno izgubo do 20 % kapacitete (pri 0 C 6%, pri 40 C 35 %). Kapaciteta pa se zmanjšuje tudi zaradi staranja. Temperaturni obseg delovanja je med -40 C in 65 C. Napetost celice je od 2,5 do 4,2 V, odvisno od katodnih materialov [14]. Li-Ion baterije najdemo v vseh moţnih oblikah (prizmatične, cilindrične, gumbaste) in velikostih. So zelo uporabne in prilagodljive. Shema 14: Oblika in sestavni deli različnih litij-ionskih baterij [26]. Druţina Li-ionskih baterij pokriva celo vrsto različnih produktov z različnimi ţivljenjskimi cikli, energijsko gostoto in ostalimi kvalitetami. Poznamo jih pod različnimi komercialnimi imeni, kot so litij-ionske Li-ion, litij-polimerne LiPo, PLiION

42 Primeri litij-ionskih baterij [3]: LCO = litij kobaltat LiCoO 2 z visoko specifično energijo in nominalno napetostjo 3,6 V najpogosteje najdemo v mobilnih telefonih, tablicah, prenosnih računalnikih in fotoaparatih. Katoda je LiCoO 2 v plastoviti strukturi, anoda je grafit. Ţivljenjska doba je 500 do 1000 ciklov. LMO = litij mangan oksid LiMn 2 O 4 z visoko močjo, vendar nizko kapaciteto in nominalno napetostjo 3,7 V najpogosteje najdemo v električnem orodju, medicinskih inštrumentih, hibridnih ter električnih vozilih. Katoda je tridimenzionalna špinelna struktura LiMn 2 O 4, anoda pa grafit. Špinelna struktura izboljša pretok ionov na elektrodi in s tem zmanjša notranjo upornost, omogoča visoko temperaturno stabilnost in s tem poveča varnost. Ţivljenjska doba je 300 do 700 ciklov. NMC = litij nikelj mangan kobalt oksid LiNiMnCoO 2 z visoko kapaciteto in močjo ter nominalno napetostjo 3,6 V najdemo v električnih kolesih in avtomobilih, električnem orodju in medicinskih napravah. Katoda je LiNiMnCoO 2. Anoda je grafitna. Ţivljenjska doba je dolga, 1000 do 2000 ciklov. Kombinacija LMO in NMC baterij se uporablja v električnih avtomobilih, kot so Nissan Leaf, BMW i3 in Chevy Volt, da bi povečali specifično energijo in podaljšali ţivljenjsko dobo. LMO del zagotavlja visoke tokove pri pospeševanju, NMC del pa podaljša čas voţnje. LFP = litij ţelezo fosfat LiFePO 4 z nizko kapaciteto, zmerno specifično energijo in nominalno napetostjo 3,2 V najdemo v prenosnih ali stacionarnih napravah, ki potrebujejo za svoje delovanje visoke tokove in vzdrţljivost. Ob praznjenju vzdrţujejo konstantno napetost, so neobčutljive za temperaturne spremembe, vendar se relativno hitro samoizpraznejo. Katoda je LiFePO 4 v olivinski strukturi, anoda je grafitna. Ţivljenjska doba je 1000 do 2000 ciklov. Med litij-ionskimi baterijami so najbolj varne. NCA = litij nikelj kobalt aluminij oksid LiNiCoAlO 2 z visoko specifično energijo in nominalno napetostjo 3,6 V najdemo v medicinskih napravah in električnih pogonskih sklopih. Ţivljenjska doba je okoli 500 ciklov. LTO = litij titanat Li 4 Ti 5 O 12 z nizko specifično energijo in nominalno napetostjo 2,4 V najdemo v UPS sistemih in nekaterih električnih vozilih. Katoda je grafitna, anoda pa je špinelna struktura Li 2 TiO 3, ravno obratno, kot ostale Li-ionske baterije. Ponašajo se z zelo dolgo ţivljenjsko dobo, 3000 do 7000 ciklov in visoko varnostjo. Litij-polimerne baterije delujejo na enakem principu kot litij-ionske, le da je elektrolit trden ali v gel obliki. Graf 7: Primerjava specifične energije med svinčevim akumulatorjem, NiCd in NiMH ter Li-ionskimi baterijami

43 2.5.3 GORIVNE CELICE Gorivne celice so galvanski členi, ki pretvarjajo kemijsko energijo reaktantov neposredno v električno energijo. Celica je odprtega tipa, t. j. reaktanti niso del celice. Te sproti dovajamo iz rezervoarjev, produkte pa odvajamo iz sistema. Gorivne celice proizvajajo električno energijo toliko časa, dokler ne zmanjka reaktantov, ki pa jih lahko enostavno zopet dovedemo. Oksidant je vedno kisik, čisti ali iz zraka. Gorivo je lahko vodik, hidrazin, metanol in laţji ogljikovodiki (iz teh moramo najprej s posebnimi postopki pridobiti vodik, ki ga nato dovajamo v gorivno celico). Elektrode morajo biti inertne (npr. platina), delovati morajo kot katalizatorji, ne smejo se izrabljati, biti morajo dobro elektroprevodne, gorivo (plin) morajo privesti v stik z elektrolitom. Elektrolit je lahko KOH, H 2 SO 4, H 3 PO 4, polimer, staljeni karbonati in druge soli. Od elektrolita je odvisna tudi delovna temperatura celic, ki se giblje med 80 in 900 C [14]. Reakcija na anodi: 2 H 2 4 H + + 4e Reakcija na katodi: Skupna reakcija: O H e 2 H 2 O 2 H 2 + O 2 2 H 2 O Tabela 4: Napetost in moţne kemijske reakcije v gorivnih celicah ob različnih gorivih [14]. vodik kisik 1,23 V 2 H 2 + O 2 2 H 2 O hidrazin kisik 1,56 V N 2 H 4 + O 2 2 H 2 O + N 2 ogljik kisik 1,02 V C + O 2 CO 2 metan kisik 1,05 V CH O 2 CO H 2 O metanol kisik 1,19 V 2 CH 3 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O

44 2.6 PRIPOROČILA ZA VARNO UPORABO BATERIJ Čeprav se baterije zdijo varen pripomoček, pa to niso, če jih ne uporabljamo pravilno. Če z baterijami ne ravnamo pravilno, ali jih neustrezno zamenjamo, obstaja nevarnost iztekanja nevarnih snovi, poţara ali eksplozije. Baterije zamenjujemo le z baterijami iste vrste oz. po priporočilu proizvajalca. Ne smemo jih razstaviti, polniti izven sistema, mehansko poškodovati, izpostavljati ognju ali vodi oz. drugim tekočinam, povzročiti kratkega stika. Iztrošene je potrebno odloţiti med nevarne odpadke oz. v zbirne posode. Iztekanje Baterije lahko puščajo toksične materiale: svinec, ţivo srebro, kadmij, kisli ali alkalni elektrolit. Elektrolit, ki bi iztekal iz dotrajanega člena, bi lahko poškodoval elektronsko napravo, zato je priporočljivo odstraniti baterije iz naprave, ki je dalj časa ne boste uporabljali. Baterije v elektronskih napravah je potrebno redno preverjati. Pri rokovanju s poškodovano ali izteklo baterijo je priporočljiva uporaba zaščitnih rokavic, saj lahko iztekla snov povzroči poškodbe tkiva. Ne mešajte starih baterij z novimi, saj se lahko poškodujejo in pride do iztekanja. Ne polnite baterij, na katerih ni označeno, da se lahko ponovno polnijo. Ne odpirajte obloge baterij. Slika 9: Iztekanje baterije. Slika 10: Nabrekla litij-ionska baterija. Eksplozija in poţar V avtomobilskih baterijah lahko kratek stik povzroči velike tokove in izpust vodika, ki lahko povzroči tudi eksplozijo (posebej, ko zaganjamo drug avto, ki je imel prazen akumulator). Baterij ne izpostavljajte ognju ali direktnemu soncu, jih ne luknjajte ali kako drugače mehansko poškodujte. Ne izpostavljamo jih temperaturam, višjim od 60 C. Eksplozijo lahko povzroči tudi nepravilno vstavljena baterija ali polnjenje primarnih baterij. Znanih je mnogo primerov, ko so se prenapolnjene ali poškodovane baterije vţgale ali eksplodirale. Če vzamemo za primer baterijo prenosnika, lahko le-ta eksplodira večkrat, saj je sestavljena iz več celic. Zauţitje Nekatere baterije so lahko ob zauţitju smrtno nevarne. Toksične pa so tudi spojine, ki jih vsebujejo. Baterije je potrebno hraniti izven dosega otrok. Ob zauţitju je potreben takojšen obisk zdravnika

45 Kratek stik Nastane zaradi neposredne povezave med pozitivnim in negativnim polom baterije, brez priključenega električnega porabnika, zaradi nestabilnosti elektrodnih materialov, mehanskih poškodb, povezave obeh polov baterije (npr. če baterijo zavijemo v alu-folijo ali odloţimo v posodo z ţeblji). Kadar v bateriji pride do kratkega stika, lahko visok električni tok, ki steče skozi baterijo, povzroči lokalno pregretost, razlitje nevarnih kemičnih snovi, vţig ali celo eksplozijo in tako baterijo uniči. 2.7 NASVETI ZA ROKOVANJE Z BATERIJAMI Da podaljšamo ţivljenjsko dobo baterije, je dobro upoštevati naslednje nasvete [10]; [3]; [48]: Izklopite napravo na baterije, kadar le-te ne uporabljate. Uporabljajte kakovostne in vrsti baterije primerne polnilce. Najboljše je uporabljati originalen polnilec, ki ga dobimo skupaj z elektronsko napravo. Dobro se je izogibati poceni ponaredkom. Izogibanje prenapolnjenju baterije, ki bi lahko vodilo v pregrevanje. Odstranite baterije iz prenosnikov, ki so ves čas na omreţni napetosti. Čeprav polnilci prek krmilne elektronike baterijo pravočasno odklopijo, ji škodujejo visoke temperature v napravi. Če imamo prenosnik ves čas priklopljen na napajanje, ga je priporočljivo vsaj nekaj časa pred koncem dela izklopiti iz napajanja, da se baterija vsaj delno izprazni. Izogibanje večkratni ponavljajoči popolni izpraznitvi litij-ionskih baterij, saj lahko baterija čez čas postane nestabilna in nezanesljiva. Za samo baterijo je precej večji šok, če se baterija popolnoma izprazni, saj je v izpraznjenem stanju in pri ponovnem polnjenju pod precej večjo obremenitvijo, lahko se tvorijo plini in baterija nabrekne. Izjemoma se priporoča občasno praznjenje baterije do konca zaradi same kalibracije baterije, vendar pa je to potrebno storiti zelo redko, manj kot enkrat mesečno. Baterije shranjujemo odstotno polnjene v hladnem in suhem prostoru. Dobro je poznati odstotek samoizpraznjenja za vsak tip baterije: Li-ionske 5 10 % mesečno, NiCd 20% mesečno, NiMH 30 % mesečno. Če se baterija dalj časa ne uporablja in se izprazni pod določeno mejo, se lahko uniči, zato je priporočljivo občasno polnjenje. Izogibanje temperaturam nad 30 C izpostavljanju naprave direktnemu soncu, puščanju telefona v razgretem avtomobilu ali na okenski polici, nošenje telefona v ţepu hlač, zapiranju izhoda ventilatorja prenosnika. Baterijam dolgoročno visoke temperature zelo škodujejo. Oţivljanje prazne baterije na radiatorju je škodljivo. Izogibanje prekinitvi polnilnih ciklov NiCd in NiMH baterij zaradi spominskega efekta. Enkrat na mesec pustite napravo z NiCd ali NiMH baterijo, da se popolnoma izprazni, in jo znova napolnite. S tem zmanjšate moţnost za nastanek kristaliničnih struktur na elektrodah oziroma raztopite ţe nastale. Ne mešajte starih baterij z novimi, saj lahko pride do iztekanja, ki lahko povzroči poškodbe ljudi ali naprav

46 2.8 EKOLOGIJA Zaradi teţkih kovin v bateriji, kot so ţivo srebro, svinec, kadmij, baker, cink, mangan, nikelj, so po celem svetu razvili programe ozaveščanja ljudi, zbiranja in predelave baterij ter poostrili nadzor nad njihovo proizvodnjo in odlaganjem. Smiselno je ločevati velike akumulatorske baterije in manjše gospodinjske baterije, saj jih povsem drugače obravnavajo v nadaljnjih postopkih zbiranja, ločevanja, recikliranja in predelave [5]. Slika 11: Znak za ločeno zbiranje za vse odpadne baterije in akumulatorje je prečrtan izvlečni zabojnik za odpadke. Slika 12: Zbiralniki za iztrošene baterije dveh različnih podjetij. Baterije ne sodijo v zabojnike za mešane komunalne odpadke, temveč med nevarne odpadke. Ob nepravilnem odlaganju lahko povzročijo negativne vplive na okolje in zdravje ljudi. Doma jih hranimo ločeno od drugih odpadkov. Odlaganje v naravi ali seţiganje je strogo prepovedano. Izpraznjene lahko brezplačno oddamo pri prodajalcih baterij v posebne zabojnike, jih odnesemo izvajalcu javne sluţbe v zbirni center, ali pa oddamo neposredno zbiralcu odpadnih baterij (npr. Zeos [60], Interseroh [39]). Odgovornost za skrbno ravnanje z odpadnimi baterijami in akumulatorji na vse udeleţence v procesu ravnanja z odpadnimi baterijami in akumulatorji prenaša skupna evropska zakonodaja, v slovenskem prostoru pa še posebej Uredba o ravnanju z baterijami in akumulatorji ter odpadnimi baterijami in akumulatorji [58]. V skladu z zakonodajnimi podlagami, morajo proizvajalci, pridobitelji, uvozniki ter distributerji baterij in akumulatorjev zagotoviti brezplačno zbiranje odpadnih baterij in akumulatorjev, porabniki pa ločeno zbirati in odlagati na zbirna mesta. Nepravilno odloţene baterije predstavljajo potencialno nevarnost in lahko: onesnaţijo vodo (podtalnica, reke, jezera) in zemljo s teţkimi kovinami. povzročijo opekline, razjede ali poškodbe oči, koţe in sluznic zaradi kislin ali baz, ki se uporabljajo kot elektroliti. neizpraznjene zaradi kratkega stika povzročijo poţar ali eksplozijo

47 Nepravilno odloţene odpadne baterije iz gospodinjstva prispevajo 88 % ţivega srebra in 50 % kadmija v skupnih komunalnih odpadkih. Pri seţiganju baterij obstaja nevarnost, da teţke kovine, kot je ţivo srebro, izhlapijo v zrak, kadmij in svinec pa lahko končata v pepelu. Za izdelavo ene baterije potrebujemo 50-krat več energije, kot jo sama baterija proizvede. Z recikliranjem baterij tako prihranimo veliko energije in ohranjamo naravne vire, saj lahko kovine in plastiko uporabimo pri izdelavi novih [39]. Svinčev akumulator je na odlagališču nevaren odpadek zaradi ţveplove(vi) kisline, svinca ter njegovih spojin. Izrabljene akumulatorje vrnemo prodajalcu oz. jih odloţimo v zbirnih centrih med nevarne odpadke. V tovarnah akumulatorjev iz starih akumulatorjev iztočijo kislino in akumulator nevtralizirajo. Svinec ponovno uporabijo za proizvodnjo novih akumulatorjev, ostanke plastike pa predelajo v različne izdelke. V Sloveniji svinčeve akumulatorje reciklira MPI-Reciklaţa metalurgija, plastika in inţeniring d.o.o. iz Črne na Koroškem [5]. Izdelavo priljubljenih in vzdrţljivih NiCd akumulatorjev so v devetdesetih letih prejšnjega stoletja v Evropi prepovedali zaradi toksičnosti kadmija. Zamenjali so jih NiMH akumulatorji. Ker pa NiCd akumulatorje izven Evrope še vedno izdelujejo in so še vedno zelo pogosti, predvsem kot polnilna baterija brezţičnih ročnih orodij (vrtalniki, brusilniki) in radijskih postaj, je zelo pomembno, da izrabljene odnesemo na zbirno mesto, kjer jih bodo reciklirali in pravilno obdelali. Li-ionske in Li-polimerne baterije danes zavzemajo največji deleţ v industriji električnih avtomobilov. Prav električni avtomobili, ki se polnijo z energijo iz obnovljivih virov, bodo pripomogli k čistejšemu zraku v mestnih središčih

48 2.9 RAZVOJ BATERIJ IN PRIHODNOST Razvoj novih baterij in izboljšava trenutnih Li-ionskih prinaša strm razvoj tudi na drugih področjih. Baterije postajajo čedalje bolj pomembne kot hranilniki "zelene" energije pridobljene iz obnovljivih virov in trenutno preseţne električne energije iz omreţij, zato so gonilo razvoja pametnih omreţij, pametnih mest in pametnih domov. Električni avtomobili in skuterji ţe sedaj omogočajo dobro, predvsem pa zeleno alternativo motorju z notranjim izgorevanjem, v prihodnosti pa bodo velik dejavnik v izboljšanju zraka v mestnih središčih. Hišni hranilniki bodo omogočali prihranke gospodinjstvom, pametna mesta pa bodo z uporabo in upravljanjem obnovljivih virov energije samozadostna in neodvisna od zunanjega električnega omreţja. Pametna omreţja, ali s tujko "Smart grids", so elektroenergetska omreţja, ki z uporabo informacijsko-komunikacijskih tehnologij (IKT) zagotavljajo zanesljiv in stabilen prenos električne energije od proizvajalca do porabnika. Zaradi neuravnovešenja med ponudbo in povpraševanjem po električni energiji, vključno s povečanim uvajanjem obnovljivih virov energije, s hrambo energije v času preseţkov in njeno sprostitvijo v času večje porabe zmanjšujejo obremenitve omreţja in povečujejo zanesljivost. Operaterji lahko s primernim odzivom ob večji proizvodnji električne energije iz obnovljivih virov zmanjšajo porabo fosilnih goriv, preseţke pa shranijo v baterijah [53]. Shema 15: Razvoj pametnih omreţij [53]. Ob večjih vetrnih ali sončnih elektrarnah v tujini ţe gradijo velike baterije, ki shranjujejo preseţno električno energijo v času delovanja in jo oddajajo v omreţje, ko elektrarne ne delujejo (brezvetrje, noč). Najdemo jih na Kitajskem, v ZDA, Kanadi, Nemčiji. Velike baterije, največja na Kitajskem je po tlorisu večja od nogometnega igrišča, štejejo več deset ali sto tisoč členov, večinoma litij-ionskih baterij [23]

49 Del vizije pametnih mest je s pomočjo IKT tehnologije trajnostno zmanjšati porabo energije v mestih, spodbujati učinkovito rabo električne energije v javnih stavbah in domovih, spodbujati uporabo električnih vozil v mestnem in osebnem prevozu. Pametna mesta pridobivajo energijo preteţno iz obnovljivih virov, zato imajo hranilnike energije, ki omogočajo njihovim prebivalcem zanesljiv in stabilen vir električne energije preko celega dneva [51]. Shema 16: Vizija pametnih mest. Hišni hranilniki energije so velike baterije, ki napajajo celotna gospodinjstva. Polnimo jih takrat, ko imamo poceni vir električne energije ponoči iz električnega omreţja, ali podnevi s preseţki lastne sončne elektrarne, uporabljamo pa v času višjih cen energije oz. ponoči. Omogočajo nam neodvisnost od električnega omreţja oz. rezervno električno energijo [54]. Hišne hranilnike izdelujejo večja podjetja, ki izdelujejo Li-ionske baterije, kot so Tesla, Orison, Mercedes, Panasonic, Nissan, Powervault. Kapaciteta hranilnikov se giblje med 2,2 in 10 kwh, pri večini ponudnikov pa lahko poveţemo po več enot skupaj in tako dobimo kapaciteto hranilnika nekaj deset kwh, kar zadošča za celotno dnevno porabo v gospodinjstvu (v Sloveniji je povprečna dnevna poraba štiri članske druţine 10 kwh). Ker baterije shranjujejo enosmerni električni tok, porabniki pa delujejo na osnovi izmeničnega toka, potrebujemo še inverter, v večini primerov pa ob namestitvi tudi pomoč izkušenega elektroinštalaterja [55]. Shema 17: Shematski prikaz uporabe hišnih hranilnikov [52]

50 Trenutno nam takšni hranilniki zaradi visokih cen še ne omogočajo vidnih prihrankov, kar pa ne pomeni, da niso uporabni. Ob izpadih električnega omreţja so uporabni kot nekakšen UPS in tako v vmesnem času omogočajo normalno funkcioniranje. Ob večjih in daljših izpadih električnega omreţja (ţled) pa nam omogočajo zasilno funkcioniranje. V prihodnosti bodo verjetno v kombinaciji z lastno sončno elektrarno zelo pogosti [46]. Avtomobilska industrija predstavlja velik del razvoja baterij. Zaradi zmanjševanja fosilnih zalog goriva in vse večjega problema izpusta CO 2 ter ostalih izpušnih plinov, postajajo električna vozila čedalje bolj pomemben del predvsem mest, saj neposredno ne onesnaţujejo okolja z izpusti in tako pripomorejo k čistejšemu zraku. Z razvojem učinkovitih elektromotorjev in še zmogljivejših baterij, bomo kmalu lahko potovali tako daleč kot z rezervoarjem bencina. Danes nekateri modeli ţe presegajo doseg 400 km, pri manjših avtomobilih pa je doseg okoli 100 km. S širjenjem mreţe javnih polnilnih električnih črpalk so dostopna tudi daljša potovanja. V Sloveniji jih najdemo ţe skoraj 200 [34]. Električne avtomobile izdelujejo ţe vsi večji proizvajalci v avtomobilski industriji. Naj omenimo le najbolj prodajane modele v letu 2015: Tesla model S, Nissan leaf, Renault zoe in BMW i3. Pri nas je bilo v letu 2015 na novo prodanih oz. registriranih 144 električnih avtomobilov, skupno pa jih je registriranih 245 [42]. V Sloveniji imamo več podjetij, ki se ukvarjajo z razvojem elektromotorjev. Naj omenimo Letriko, ki s svojim inovativnim elektromotorjem dosega do 700 km, nekaj tudi na račun rekuperacije energije, ki ob zaviranju in voţnji navzdol vrača energijo baterijam. Ob povečani rabi in prodaji predvsem sekundarnih baterij in vse večjih potrebah industrijskega trga, je nujno potreben tudi razvoj novih baterijskih sistemov. Največ obetajo nadaljnje raziskave ţe uveljavljenih Li-ionskih sistemov ter raziskave v smeri novih sistemov s cenejšimi in bolj dostopnimi materiali, kot so natrijeve, magnezij-ţveplove, litij-ţveplove, cink-zrak, litij-zrak in redoks pretočne baterije. Intenzivne raziskave potekajo tudi z organskimi materiali, kjer bi lahko kot katodo litijeve baterije uporabili Li 2 C 6 O 6, pridobljen iz sladkorjev v koruzi. Koruzo ţe sedaj uporabljamo pri izdelavi bioplina in bioetanola. Prav tako sta zelo zanimiva materiala za katodo hipericin iz šentjanţevke ter jabolčna kislina [1]. V Sloveniji imamo na Kemijskem inštitutu zelo uspešno skupino raziskovalcev, ki jih vodi dr. Robert Dominko. V okviru projekta Eurolis, ki se uspešno nadaljuje v projekt Helis, se ukvarjajo s temeljnimi raziskavami litij-ţveplovih akumulatorjev, v sodelovanju s Hondo pa razvijajo magnezij-ţveplove baterije. Litij-ţveplovi akumulatorji so zanimivi predvsem zaradi ţvepla, ki je laţje in bolj dostopno ter posledično cenejše. Z ţveplom pa se izognemo tudi niklju in kobaltu v bateriji. Takšne baterije so zelo zanimive ne le za avtomobilsko industrijo, temveč tudi za vesoljsko (dviganje satelitov v orbito) ter vojsko, saj so veliko laţje od ţe obstoječih [6]

51 Pomembno mesto v razvoju baterij imajo tudi gorivne celice, pri katerih pa degradacija katalizatorja skrajšuje njegovo ţivljenjsko dobo. Platina, kot katalizator, je nanesena na ogljikov nosilec. Na njeni površini lahko v gorivni celici potekata dve reakciji: oksidacija vodika in redukcija kisika. Kadar med zaganjanjem in ugašanjem gorivne celice na anodi potekata hkrati obe reakciji, pride do razgradnje nosilca katalizatorja, kar povzroči izpiranje platine. Z dodatkom organskih molekul v obliki koša, je ekipa znanstvenikov, med njimi tudi doc. dr. Boštjan Genorio iz Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo, preprečila redukcijo kisika, med tem ko oksidacija vodika poteka neovirano. Katalizator so tako naredili selektiven in obstojnejši [9]. Shema 18: Zaščita katalizatorja v gorivnih celicah [9]

52 3 SPECIALNODIDAKTIČNI DEL Po pregledu posodobljenih osnovnošolskih učnih načrtov za naravoslovje, kemijo, fiziko ter tehniko in tehnologijo smo ugotovili, da učni načrt ne predvideva samostojne teme o baterijah in njihovem delovanju. Zanimalo nas je, kako oz. če je delovanje baterij razloţeno v učbeniških kompletih, ki jih uporabljajo učenci kot pomoč pri učenju. V prvem delu so v analizi najprej podani podatki iz učnega načrta za vsak predmet posebej [49], nato pa še kratki izpiski, ki se dotikajo teme baterij, iz potrjenih učbenikov za šolsko leto 2015/2016 v tiskani obliki [40]. Elektronskih učbenikov nismo analizirali, saj niso vsi splošno dostopni. Seznam potrjenih učbenikov je v prilogi 1. Sledi priprava učne enote z eksperimenti in predlog za umestitev teme o baterijah in njihovem delovanju v učni načrt. 3.1 ANALIZA UČNIH NAČRTOV IN UČBENIŠKIH KOMPLETOV NARAVOSLOVJE 6 ANALIZA UČNEGA NAČRTA V učnem načrtu za naravoslovje v osnovni šoli baterije neposredno niso omenjene. V vsebinskih sklopih Energija in Vplivi človeka na okolje za 6. razred, so omenjeni operativni cilji, ki se posredno dotikajo tudi baterij. Vsebinski sklop ENERGIJA Pridobivanje električne energije: Spoznajo osnovne principe pridobivanja električne energije (hidroelektrarne, termoelektrarne, jedrske, vetrne elektrarne idr.). Spoznajo moţnosti vsestranske uporabe električne energije (grelniki in hladilniki, svetila, elektromotorji, elektronske naprave idr.) in sklepajo o pomenu varčevanja z električno energijo. Tokovi in energija: Spoznajo in primerjajo različne vrste tokov: tok snovi, toplotni tok, električni tok. Vsebinski sklop VPLIVI ČLOVEKA NA OKOLJE Pomen učinkovitega izkoriščanja naravnih virov surovin in energije: Spoznajo problematiko omejenosti in prekomernega izkoriščanja naravnih virov vode, surovin in goriv ter se zavedajo nujnosti gospodarnega ravnanja z njimi. Razumejo pomen učinkovitega ravnanja z energijo, utemeljujejo potrebo po zmanjševanju porabe energije in ugotavljajo načine varčevanja z energijo. Spoznajo, da moramo pri vrednotenju učinkovitosti in posledic izkoriščanja naravnih virov poleg ekonomskih upoštevati tudi okoljske kriterije (npr. onesnaţevanje ozračja, toplotno onesnaţevanje voda zaradi jedrskih elektrarn, posledice zajezitev)

53 Razumejo, da pridobivanje in predelava energetskih in drugih naravnih virov vplivata na okolje (npr. rudniki, kamnolomi). Gospodarjenje z odpadki: Spoznajo, kako ravnati z odpadki iz gospodinjstva, ki so okolju in zdravju škodljivi (npr. pomen ločenega zbiranja in procesiranja odpadkov). ANALIZA UČBENIŠKIH KOMPLETOV V učnem načrtu za naravoslovje so teme, ki se vsebinsko dotikajo baterij, obravnavane v 6. razredu, zato smo pripravili izpiske na temo baterij iz učbeniških kompletov za 6. razred. S. A. Glaţar, M. Kralj, M. Slavinec. NARAVOSLOVJE ZA 6. RAZRED. DZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2009, delovnega zvezka Odsluţene baterije je potrebno odnesti v zbiralnik za izrabljene baterije. Primer sklenjenega in nesklenjenega električnega kroga z baterijo in ţarnico. Električni izviri so naprave, ki po električnih krogih poganjajo električni tok. Slika prereza cilindrične baterije s spodbudo, da učenci tudi sami razstavijo prazno baterijo. Galvanski člen je pravilnejše poimenovanje za okroglo baterijo. Zgradba cink-ogljikove baterije: cinkova posodica, ogljikova palčka, ki se posodice ne dotika, vmes sta manganov dioksid in raztopina amonijevega klorida. Akumulatorji so galvanski členi, ki jih lahko ponovno polnimo. Slika ploščate baterije z razlago polov baterije: (+) pol je krajši, (-) pol pa daljši priključek. Galvanski člen v električnem krogu ustvarja električno napetost, ki jo merimo v voltih. Ploščata baterija je sestavljena iz treh galvanskih členov z napetostjo 1,5 V, torej ima skupno napetost 4,5 V. Če veţemo več galvanskih členov zaporedno drugega za drugim, ţarnica sveti svetleje. V avtomobilskem akumulatorju je šest členov po 2 V, kar daje skupno napetost 12 V. Volta je med prvimi delal poskuse z električnimi tokovi. Delovni zvezek, str : eksperiment z zaporedno vezavo več baterij in več ţarnic. R. Ipavec et al. NARAVOSLOVJE 6. TZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2011, delovnega zvezka V ţepnih svetilkah so vir električnega naboja baterije, v avtomobilih pa akumulatorji. Fotografiji razstavljene cilindrične in ploščate baterije. Baterija je sestavljena iz več med seboj povezanih galvanskih členov. Pogovorno poimenovanje baterija namesto galvanski člen. Zgradba cilindrične baterije: cinkovo ohišje, ogljikova palčka, med njima je snov, po kateri se prenaša naboj. Cink in ogljikovo palčko lahko nadomestimo s kakšno drugo kovino. Ploščata baterija je sestavljena iz več galvanskih členov. Slika Voltovega stolpa

54 Prvo baterijo je izdelal Alessandro Volta leta 1790 iz cinkovih in bakrenih okroglih ploščic, med katerimi je bila v slano vodo namočena klobučevina. Fotografija z navodili za eksperiment zaporedne vezave galvanskih členov in ţarnice. Galvanski člen in baterija v električnem krogu ustvarjata električno napetost, ki poganja električni tok po ţicah. Električno napetost merimo v voltih. Običajna napetost galvanskega člena je 1,5 V, baterije pa lahko imajo napetost 4,5, 6 ali 9 V, odvisno od števila med seboj povezanih galvanskih členov. Namesto električnega omreţja lahko kot vir energije uporabimo galvanski člen, baterijo, ali akumulator. Ko na baterijo priključimo napravo, ta porablja energijo, ki je shranjena v njih pravimo, da se baterija prazni. Fotografija polnilca za baterije: nekatere baterije (akumulator) lahko znova napolnimo z električno energijo iz omreţja, ali s pomočjo naprav, ki pretvarjajo sončno, mehansko ali toplotno energijo v električno. Delovni zvezek, str : Eksperiment z galvanskim členom in ţarnico. Eksperiment zaporedne vezave galvanskih členov. B. Mihelič et al. NARAVOSLOVJE 6. Rokus Klett. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2009, delovnega zvezka Fotografije aparatov, ki delujejo na baterije: baterije poganjajo električni tok, razlikujejo se glede na napetost od 1,5 do 12 V. Fotografija odprte ploščate baterije: ploščata baterija je sestavljena iz treh enakih členov, ki so med seboj povezani galvanskih členov. Fotografije zaporedne vezave galvanskih členov: ţarnica sveti močneje, če je priključena na več galvanskih členov. Fotografija cilindričnih baterij AAA, AA, C, D: čeprav jih v vsakdanjem ţivljenju poimenujemo baterija, bi bilo bolj prav galvanski element (ne imenuje galvanski člen, temveč galvanski element!). Baterije so sestavljene iz dveh ali več galvanskih elementov, zato imajo različno napetost. Delovni zvezek, str : Poskus enostavnega električnega kroga z baterijo, ţarnico in vodnikoma. Poskus z ţarnico in zaporedno vezanimi galvanskimi elementi v koritu. Zberi čim več različnih baterij. Oglej si napise na njih. V razpredelnico jih nariši in zapiši kolikšna je njihova napetost v voltih. Naredi poskus, na kateri bateriji ţarnica sveti najmočneje. D. Krnel et al. NARAVOSLOVJE 6. Modrijan. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2009, delovnega zvezka V električnem omreţju je napetost 220 V, kar je za poskuse nevarno, zato so v šoli primernejši poskusi z baterijami, ki imajo napetost le nekaj voltov

55 V baterijah je energija vezana, sprošča se pri spreminjanju snovi v bateriji, kadar je električni krog sklenjen in teče električni tok. Po daljšem času se ta energija porabi. Pravimo, da se baterija izprazni. Fotografija mobilnega telefona in polnilca: nekatere baterije, npr. tiste v mobilnem telefonu, polnimo. Fotografija odprte ploščate baterije: baterija, ki ima napetost 4,5 V, je sestavljena iz treh galvanskih členov z napetostjo 1,5 V. Fotografija zaporedno vezanih baterij v radiu: v elektronskih napravah navadno potrebujemo več zaporedno vezanih baterij. Ko jih vstavljamo, moramo paziti, da jih veţemo (+) na (-) oz. po navodilih. Delovni zvezek, str : Poskus električni krog z baterijo, ţarnico in vodniki. Poskus različnih načinov zaporedne vezave baterij in preizkus, če baterija sveti. Sestavi preprost elektromotor z baterijo, magnetom in navito ţico. A. Šorgo, S. A. Glaţar, M. Slavinec. AKTIVNO V NARAVOSLOVJE 1. DZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2014, delovnega zvezka Baterija je izvir električnega toka v enostavnem električnem krogu. Sčasoma se baterije izpraznijo in električni tok ne teče več. Iztrošene baterije moramo odnesti v nabiralnik v trgovini ali zbirni center. Ker baterije vsebujejo škodljive kovine, kot so svinec, kadmij in srebro, zbiranje in recikliranje preprečuje, da bi se te nevarne snovi sproščale v okolje. Iz iztrošenih akumulatorjev lahko svinec in nekatere druge komponente uporabljamo za nove akumulatorje. Delovni zvezek, str : Vprašanja ob skici treh različnih baterij in akumulatorjev: Katere naprave poganja elektrika iz baterij? Ali tudi ta elektrika izvira iz elektrarn? Fotografija odprte ploščate baterije: če razdreš ploščato baterijo, opaziš, da je zgrajena iz treh okroglih delov. Opaziš tudi, da je cinkova posodica ene povezana s kapico na oglenem valju sosednje. Poskus z zaporedno vezavo baterij. G. Torkar, I. Devetak, M. Kovič. DOTIK NARAVE 6. Rokus Klett. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika Slika in shema enostavnega električnega kroga z baterijo. Baterija je vir električne energije. Različni električni viri imajo različne napetosti in tako omogočajo uporabo električnega toka pri preprostih igračah, kot tudi pri velikih napravah. Fotografija električnega avtomobila na polnilni postaji. Dejavnost: enostavni električni krog z baterijo, ţarnico in vodniki. Baterije so nevarni odpadki, ki se zbirajo posebej v premičnih zbirnih postajah ali regijskih centrih

56 M. Dermastia et al. JAZ PA VEM, KAKO ROŢICE CVETO Modrijan Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2013, delovnega zvezka Da bi številni električni pripomočki lahko delovali, jih moramo priključiti na vir električne energije. Najpogosteje je to električno omreţje, lahko pa tudi baterija ali akumulator. Preprost tokokrog sestavljajo baterija, ţarnica in stikalo. Električni tok poganja gonilna razlika, ki jo ustvari baterija ali elektrarna. Tej gonilni razliki rečemo električna napetost. Baterije moramo zbirati ločeno. Delovni zvezek je brez vsebin na temo električna energija. T. Bačič et al. SPOZNAVAMO NARAVO 6. Zaloţba Narava. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika Fotografija: poskus električna prevodnost z baterijo, ţarnico in ţicami ter različnimi prevodniki in izolatorji. Baterije vsebujejo nevarne snovi, zato z njimi ravnamo pazljivo in jih zbirati ločeno. Fotografija cilindričnih in gumbastih baterij: kam tvoji starši odlagajo baterije, imate posebne zbiralnike tudi v vaši šoli? Navadne baterije imajo običajno napetost 1,5 V, akumulator v avtomobilu ima 12 V. Električna napetost je gonilna razlika, ki premika nabite delce. Fotografije različno svetlečih ţarnic: ţarnice priključimo na baterije z različno napetostjo večja kot je električna napetost, večji tok steče skozi ţarnico in ta močneje sveti. Baterije sodijo med nevarne odpadke nevarnih odpadkov ne smemo odloţiti med navadne gospodinjske odpadke, ampak na posebna zbirna mesta TEHNIKA IN TEHNOLOGIJA 7 ANALIZA UČNEGA NAČRTA V učnem načrtu za tehniko in tehnologijo v osnovni šoli baterije neposredno niso omenjene. V vsebinskem sklopu Električni krog v 6. razredu so omenjeni operativni cilji, ki se posredno dotikajo tudi baterij. Vsebinski sklop Električni krog: Opišejo sestavo in delovanje električnega kroga ter opredelijo vlogo in lastnosti osnovnih gradnikov. Ugotovijo potrebne pogoje, da v električnem krogu teče električni tok. Električno napetost razumejo in opišejo kot lastnost vira, da poganja električni tok, imenujejo enoto zanjo in opišejo nevarnosti električnega toka. Prikaţejo pomen električne energije za razvoj civilizacije in vpliv njene proizvodnje na obremenitev okolja. Predstavijo moţnosti za alternativno pridobivanje električne energije

57 ANALIZA UČBENIŠKIH KOMPLETOV V učnem načrtu za tehniko in tehnologijo so teme, ki se vsebinsko dotikajo baterij, obravnavane v 7. razredu, zato smo pripravili izpiske na temo baterij iz učbeniških kompletov za 7. razred. S. Fošnarič et al. TEHNIKA IN TEHNOLOGIJA 7 (prenovljeno). Izotech. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2012, delovnega zvezka Uporaba baterije v poskusih: preprost električni krog, preizkus prevodnosti prevodnikov in izolatorjev, zaporedno vezana stikala, smer vrtenja elektromotorja ob zamenjavi polov priključkov baterije, električno vezje z dvema menjalnima stikaloma in elektromotorjem, izdelava elektromotorja, izdelava vozila na propelerski pogon. V poglavju Tehnična sredstva so omenjeni Luigi Galvani, Alessandro Volta, Andre Ampere, Nikola Tesla in Thomas Alva Edison kot pionirji elektrotehnike. O kemičnih učinkih električnega toka se bodo učili pri kemiji in fiziki. Baterije in akumulatorji poganjajo električni tok pri manjših električnih porabnikih, pri elektronskih aparatih in pri prevoznih sredstvih. Ob slikah porabnikov, slike vira električne napetosti z nazivno napetostjo: ura gumbna baterija 1,5 ali 3 V, daljinec galvanski člen 1,5 V, svetilka ploščata baterija 4,5 V, avto akumulator 12 V, kolo dinamo 6 V, mali kalkulator sončna celica 1,5 V. Uporaba svetilk na baterijske vloţke na kolesu. Baterije in akumulatorji so viri enosmerne napetosti. Delovni zvezek: Tabela z različnimi baterijami (gumbna, alkalna, ploščata 4,5 V in 9 V), njihovimi nazivnimi napetostmi in podatkom, kako močno sveti ţarnica, če je priključena nanje. Primerjaj električna kroga z baterijo in dinamom in zapiši ugotovitve. Pri bateriji ţarnica zasveti takoj, saj ima v sebi shranjeno električno energijo. Razpredelnica z različnimi viri energije (dve bateriji, akumulator, sončna celica, dinamo in vtičnica), napetostjo, enosmernim ali izmeničnim tokom in uporabo. Izdelava elektromotorja. Smer vrtenja elektromotorja ob zamenjavi polov baterije. Izdelava modela zapornice, ki jo dviga in spušča elektromotor. B. Aberšek. TEHNIKA IN TEHNOLOGIJA 7. DZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2004, delovnega zvezka Baterije uporabljamo v prenosnih elektronskih napravah. Sestavljena je iz enega ali več členov, to je majhnih kovinskih posodic, v katerih so posebne snovi, ki med seboj učinkujejo in s tem ustvarjajo električno napetost. Sčasoma se snovi izrabijo, zato taka baterija ni več uporabna. Ko gremo kupiti novo baterijo, vzemimo staro s sabo in jo odloţimo v poseben zbiralnik, saj so snovi v bateriji zelo nevarne za okolje. Baterije imajo majhne napetosti, najpogosteje 1,5 V, 4,5 V in 9 V. dotik s poli baterije za nas ni nevaren. Za električni krog, ki ga vzpostavimo z baterijo, je značilno, da teče tok stalno v eni smeri, od pozitivnega (+) k negativnemu (-) priključku. Znotraj baterije pa teče tok od (-)

58 k (+) priključku. Takemu toku pravimo enosmeren. Podoben tok omogočajo akumulatorji. Delovni zvezek: poskus z baterijami in elektromotorjem. Dokaţejo, da je smer vrtenja elektromotorja odvisna od smeri električnega toka KEMIJA 8 ANALIZA UČNEGA NAČRTA V učnem načrtu za kemijo v osnovni šoli baterije neposredno niso omenjene. V vsebinskih sklopih Kemijske reakcije, Elementi v periodnem sistemu ter Kisline, baze in soli, so omenjeni operativni cilji, ki se posredno dotikajo tudi baterij. Vsebinski sklop Kemijske reakcije: Znajo prepoznavati kemijske spremembe. Razumejo kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne in energijske spremembe. Opredelijo reaktante in produkte kemijske reakcije. Razlikujejo med kemijskimi reakcijami, pri katerih se energija sprošča oziroma veţe (porablja). Razumejo, da za kemijske reakcije velja zakon o ohranitvi mase snovi. Spoznajo kemijske enačbe kot zapise kemijskih reakcij in poznajo pravila za urejanje kemijskih enačb. Uporabljajo eksperimentalno raziskovalni pristop oziroma laboratorijske spretnosti pri proučevanju kemijskih reakcij in poglabljajo znanja s področja kemijske varnosti (varnega dela s kemikalijami). Razumejo kemijske reakcije z uporabo vizualizacijskih sredstev (modelov, animacij in submikroskopskih prikazov kemijskih reakcij) in se tako urijo v zapisovanju preprostih kemijskih reakcij z urejenimi kemijskimi enačbami (od makroskopskega (besednega), prek submikroskopskega (modelni prikazi) do simbolnega zapisa). Vsebinski sklop Elementi v periodnem sistemu: Razlikujejo med kovinskimi in nekovinskimi lastnostmi elementov v povezavi s PSE. Poznajo osnovne značilne lastnosti in uporabo alkalijskih kovin, zemeljskoalkalijskih kovin, izbranih prehodnih elementov, halogenov in ţlahtnih plinov. Razumejo vlogo izbranega elementa v sodobnih tehnologijah. Spoznajo pomen kemijske industrije pri pridobivanju oziroma predelavi najrazličnejših snovi (spojin) in vlogi kemije v sodobnih tehnologijah. Vsebinski sklop Kisline, baze in soli: Poznajo pomen, uporabo in vpliv kislin, baz in soli v ţivljenju in okolju

59 ANALIZA UČBENIŠKIH KOMPLETOV V učnem načrtu za kemijo so teme, ki se vsebinsko dotikajo baterij, obravnavane v 8. razredu, zato smo pripravili izpiske na temo baterij iz učbeniških kompletov za 8. razred. M. Graunar et al. KEMIJA DANES 1. DZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2015, delovnega zvezka Preizkus električne prevodnosti vodnih raztopin z grafitnima elektrodama, vodniki, ţarnico in 4,5 V baterijo. V galvanskih členih, ki jih vsakdanje imenujemo baterije, potekajo kemijske reakcije med snovmi v bateriji, pri tem pa nastaja električni tok. Snovi v bateriji se sčasoma porabijo in baterija ne proizvaja več električne napetosti, zato jo zavrţemo. Pri nekaterih baterijah lahko kemijsko reakcijo obrnemo, če poţenemo skoznje tok v obratni smeri in jo tako spet napolnimo. Takšni so npr. avtomobilski akumulator in polnilne baterije za različne električne aparate. Slika različnih cilindričnih baterij in akumulatorja. Litijeve spojine uporabljajo v majhnih trajnih gumbastih baterijah, ki so v urah, ţepnih kalkulatorjih, kamerah, srčnih spodbujevalnikih. V delovnem zvezku ni vsebin na temo baterij. A. Gabrič et al. KEMIJA DANES 1. DZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2014, delovnega zvezka Fotografija baterij in akumulatorja: v baterijah potekajo kemijske reakcije, pri katerih nastaja električni tok. Snovi se sčasoma porabijo in baterije zavrţemo. Pri nekaterih baterijah pa kemijske reakcije lahko obrnemo. Avtomobilski akumulator lahko spet napolnimo, če poţenemo skozenj tok v obratni smeri. Baterije in akumulatorji vsebujejo škodljive snovi, zato jih ne smemo odlagati med gospodinjske odpadke, temveč jih zbiramo posebej in občasno odnesemo na deponije. Slika eksperimenta preverjanje električne prevodnosti vodnih raztopin z baterijo, ţarnico, vodniki in grafitnima elektrodama. Delovni zvezek: Vprašanja o baterijah: Kaj naredite doma z izpraznjeno baterijo? Ali poznate baterije, ki jih je mogoče zopet napolniti? Katere baterije je bolje uporabljati? Eksperiment preverjanje električne prevodnosti vodnih raztopin z baterijo, ţarnico, vodniki in grafitnima elektrodama. M. Vrtačnik et al. MOJA PRVA KEMIJA. Modrijan. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2015, delovnega zvezka Fotografija preizkusa preverjanja električne prevodnosti vodnih raztopin z baterijo, ţarnico, vodniki in elektrodama. Dve fotografiji prikaza ţarenja ţelezne volne s 4,5 V baterijo kot prikaz, da se lahko pri kemijski reakciji sprošča energija. Navodila za eksperiment z baterijo in aparaturo za preverjanje prevodnosti raztopin. V delovnem zvezku ni vsebin na temo baterij

60 S. A. Glaţar et al. MOJA PRVA KEMIJA 1. Modrijan. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2013, delovnega zvezka Fotografija preizkusa preverjanja električne prevodnosti vodnih raztopin z baterijo, ţarnico, vodniki in elektrodama. Dve fotografiji prikaza ţarenja ţelezne volne s 4,5 V baterijo kot prikaz, da se lahko pri kemijski reakciji sprošča energija. Fotografija aparature za elektrolizo vode in navodila za eksperiment. Delovni zvezek: Navodila za preizkus preverjanja električne prevodnosti vodnih raztopin z baterijo, ţarnico, vodniki in elektrodama. T. Cvirn Pavlin, I. Devetak, S. Jamšek. PETI ELEMENT 8. Rokus Klett. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2010, delovnega zvezka Fotografija aparature za elektrolizo vode z baterijo. V bateriji se energija reaktantov pretvori v električno energijo. Delovni zvezek: Članek iz poljudnoznanstvene revije o gorivnih celicah: gorivne celice je leta 1839 izumil William Grove. V gorivnih celicah se spajata vodik in kisik, sprošča se toplota, ki se pretvori v električno energijo. Povezava gorivnih celic in električnih avtomobilov ter problem pridobivanja goriva z električnim tokom, ki izvira iz termoelektrarn. Dodana so vprašanja za razumevanje. Katero obliko energije dajejo gorivne celice? Kje so moţna področja uporabe gorivnih celic? Zakaj veljajo za okolju prijazno obliko pridobivanja energije? V razdelku "učimo se skupaj" so predstavljene baterije kot nadgradnja znanja. Baterije so naprave, ki pretvarjajo kemično energijo v električno, med sabo se razlikujejo v različni sestavi. Različne snovi dajejo baterijam različne lastnosti, med drugim tudi ali lahko baterijo napolnimo ali ne. Kemijski proces, ki poteka v bateriji ob praznjenju, je mogoče obrniti le pri določenih vrstah. Alkalne baterije so najbolj prodajane in najbolj uporabljane baterije za enkratno uporabo. V zadnjem času so se pojavile tudi alkalne baterije, po sestavi in lastnostih podobne navadnim alkalnim baterijam, ki jih je mogoče spet polniti, vendar le nekje med 20- in 100-krat. Nikelj kadmijeve (NiCd) baterije vsebujejo elementa kadmij in nikelj, polnimo jih nekje do 1000-krat, "pomnijo" prejšnja polnjenja. Če jih ne izpraznimo v celoti, se pri naslednjem polnjenju ne bodo več popolnoma napolnile. NiMh baterije so podobne NiCd baterijam, le da je namesto kadmija uporabljena posebna kovinska zlitina. Mh je okrajšava za metal hydride. (uporabijo malo črko h za oznako hidrida) Litijeve in litij-ionske baterije so se na trgu začele pojavljati v zadnjem času, vsebujejo litij, litij-ionske lahko polnimo. So nevarne, litij v stiku z vodo reagira tako, da sprošča vodik, ki je vnetljiv in eksploziven

61 Recikliranje baterij je dober način, da pripomoremo k varovanju okolja. Baterije niso običajen gospodinjski odpadek, saj se na smetišču ob razpadanju sproščajo nevarne kovine (svinec, kadmij, cink, ţivo srebro) in onesnaţujejo tla in vodo. Predstavljeni so podatki koliko je vsako leto v Evropi odvrţenih baterij in da je recikliranih le okoli 20 %, odstotek recikliranja v avtomobilski industriji je višji. Skladno z določili nove direktive Evropske unije bodo morale članice vzpostaviti zbirna mesta za zbiranje izrabljenih baterij in akumulatorjev. Izrabljene baterije bodo morali sprejemati vsi prodajalci baterij, proizvajalci pa bodo morali poskrbeti za varno reciklaţo vseh materialov. Kratka vprašanja za razumevanje. Kaj so baterije? Kaj se dogaja v bateriji? V čem se med seboj razlikujejo baterije? Katere snovi so v baterijah? Poišči jih v periodnem sistemu elementov. Zakaj baterije predstavljajo nevarnost za okolje? Zakaj se po vašem mnenju v Evropski uniji reciklira le vsaka peta baterija? Zakaj nihče ne izdeluje biobaterij, ki bi bile narejene iz okolju prijaznih materialov? V razdelku "čas je za akcijo" pobuda za stalno zbiranje odpadnih baterij v šoli. A. Kornhauser, M. Frazer. POGLED V KEMIJO 8. MKZ. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2003, delovnega zvezka Samostojna učna tema Elektrokemijske celice in baterije. Osnove iz elektrokemije: kaj je elektron, kation, anion, elektrolit, neelektrolit, prevodniki, izolatorji, izpodrivanje kovin. Shema galvanskega člena in elektrolitske celice, razlika med njima. V učbenikih fizike in kemije so opisani številni primeri aparatov, ki so zgrajeni iz dveh trdnih električnih prevodnikov elektrod, potopljenih v elektrolit. Elektrodi sta povezani z ţico (kovinski prevodnik). V galvanskem členu kemijska reakcija proizvaja električni tok, kemijska energija se pretvarja v električno. V elektrolitskih celicah kemijska reakcija porablja električni tok, električna energija se pretvarja v kemijsko. Kadar zaporedno veţemo več galvanskih členov, nastane baterija. Ime "baterija" v praksi pogosto uporabljamo tudi za posamezen člen, kar pa je ohlapno izraţanje. Fotografija eksperimenta galvanski člen v domači kuhinji z limono. Shema enostavnega galvanskega člena z bakrovo in cinkovo elektrodo, glinenim cvetličnim lončkom kot pregrado in dvema različnima elektrolitoma. Razlaga poteka in simbolni zapis reakcij na cinkovi in bakrovi elektrodi brez zunanjega tokokroga in kaj se zgodi, ko vzpostavimo zunanji tokokrog. Zn Zn e - Cu e - Cu Elektroni tečejo od cinkove elektrode skozi zunanji tokokrog na bakrovo elektrodo. Cink se raztaplja, baker se izloča. Električni krog je sklenjen, ker ioni, kot nosilci električnega naboja prehajajo skozi porozno ţgano glino. Shema suhega člena z označenim (+) in (-) polom, ogljikovo palico kot pozitivno elektrodo, NH 4 Cl pasta, oglje v prahu + MnO 2 in cinkovo posodo kot negativno elektrodo. Suhi člen s cinkovo in ogljikovo elektrodo daje napetost 1,5 V

62 Suhi člen so razvili zaradi teţav s tekočino v elektrodah, ki se je pogosto razlila. Primer je suhi člen, v katerem sta elektrodi cink in ogljik, elektrolit pa vlaţna pasta, ki vsebuje predvsem amonijev klorid. Cink je negativna elektroda in tvori notranje ohišje člena. Pozitivna elektroda je ogljik v manganovem dioksidu MnO 2. Reakcija na negativni elektrodi: Zn Zn e - Reakcija na pozitivni elektrodi je bolj zapletena. Njeno bistvo je, da se elektroni veţejo z ioni Mn 4+, ki so v MnO 2 : Mn 4+ + e - Mn 3+ Člene, ki se izrabijo, imenujemo primarni členi. Izrabljeni členi spadajo med nevarne odpadke in jih moramo nadzorovano odlagati. Obstajajo obnovljivi členi, ki jim pravimo sekundarni členi. V njih potekata dva procesa, praznjenje in polnjenje. Praznjenje: električni tok se proizvaja s kemijskimi reakcijami na elektrodah tako kot pri drugih galvanskih členih in se porablja za opravljanje dela. Polnjenje: elektrodi zveţemo z zunanjim izvirom istosmernega električnega toka in reakcije na elektrodah potekajo v nasprotni smeri. Pri polnjenju se električna energija shrani kot kemijska energija, ki se zatem pri praznjenju spet sprošča kot električna energija. Fotografija obnovljivega člena "nicad", ki ga uporabljamo v elektronskih napravah. Negativna elektroda je kadmij, pozitivna nikelj, elektrolit je alkalen. Shema svinčevega akumulatorja z označenimi sestavnimi deli: plastično ohišje, plošče iz svinca, porozna plastika za ločitev plošč, elektrolit je razredčena ţveplova kislina, priključki iz svinca. Svinčev akumulator uporabljamo za zagon motorja, za ponovno polnjenje je priključen na dinamo avtomobila. Najbolj znana baterija iz obnovljivih členov je avtomobilski svinčev akumulator. Vsak člen prispeva pribliţno 2 volta. Navadno je povezanih 6 členov v 12-voltno baterijo. Negativna elektroda je svinec. Pozitivna elektroda pa je svinec, prekrit s svinčevim oksidom PbO 2, ki vsebuje ione Pb 4+. Elektrolit je ţveplova kislina. V poenostavljenih reakcijah so zanemarjene reakcije svinčevega sulfata in ţveplove kisline, ki tudi sodelujeta v teh reakcijah: Na negativni elektrodi: Na pozitivni elektrodi: praznjenje (galvanski člen) Pb Pb e - Pb e - praznjenje (galvanski člen) Pb 2+ polnjenje (elektrolitska celica) polnjenje (elektrolitska celica) Shema delovanja gorivne celice. V gorivnih celicah kemijske reakcije uporabimo za neposredno pretvorbo kemijske energije v električno. Najbolj enostavno gorivo je vodik, ki pri spajanju s kisikom v ustrezni aparaturi proizvaja električni tok. Elektrodi sta iz platine, elektrolit je raztopina kalijevega hidroksida. Prek ene elektrode neprekinjeno teče vodik, prek druge kisik. Sproščanje elektronov na negativni elektrodi: 2 H 2(g) + 4 OH - (aq) 4 H 2 O (l) + 4 e - Elektroni ţenejo reakcijo s kisikom: O 2(g) + 2 H 2 O (l) + 4 e - 4 OH - (aq) V zdruţeni reakciji dobimo reakcijo za zgorevanje vodika: 2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2 O (l) V gorivni celici se izrablja gorivo, v drugih celicah pa elektrode. V številnih vrstah gorivnih celic uporabljajo tudi druga goriva ter različne elektrode in elektrolite. Karikatura: elektriko v vesoljskem plovilu zagotavljajo gorivne celice, kozmonavti pa lahko pijejo reakcijski produkt

63 Delovni zvezek: Eksperiment katere snovi so elektroliti s 6 V baterijo. Eksperiment galvanski člen z limono. Naloge: pripravi zbirko galvanskih členov, vsakega označi, navedi napetost, elektrodi in elektrolit ter ugotovi, ali je obnovljiv. Navedi tudi, kako moramo ravnati z izrabljenimi baterijami. V svojo zbirko dodaj nove ključne besede in njihov pomen, podatke o Galvaniju. Na medmreţju poišči podatke o razvoju gorivnih celic (gorivnih členov) za avtomobile prihodnosti. Kaj bo prednost takšnih avtomobilov? Vprašanja dopolnjevalnega tipa za razumevanje galvanskih členov. A. Smrdu. SVET KEMIJE 8, OD ATOMA DO MOLEKULE. Jutro. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2012, delovnega zvezka Fotografija litijeve primarne gumbaste baterije in baterije mobilnega telefona: litij je ključna kovina za izdelavo baterij. Poznamo različne vrste litijevih baterij, nekatere so za enkratno uporabo (npr. za napajanje ročnih ur, računal, daljinskih upravljalnikov), nekatere pa lahko ponovno napolnimo (npr. v prenosnih telefonih, prenosnih računalnikih, fotoaparatih). Litijeve baterije se uporabljajo za pogon električnih vozil. Nekatere kemijske reakcije lahko potečejo v obe smeri. Značilen primer so kemijske reakcije v baterijah in akumulatorjih. Baterije (npr. v mobilnih telefonih, prenosnih računalnikih) in avtomobilske akumulatorje lahko napolnimo tako, da jih priključimo na vir električnega toka. Pri polnjenju baterij potekajo nasprotne kemijske reakcije kot pri njihovem praznjenju. Fotografija polnilca za baterije: polnjenje baterije endotermna reakcija. Pri polnjenju baterije se energija veţe iz okolice (v tem primeru je okolica električni priključek). Polna baterija (na koncu produkt) ima večjo energijo kot prazna baterija (na začetku reaktant). Fotografija enostavnega električnega kroga s ploščato baterijo, vodnikoma in ţarnico: praznjenje baterije eksotermna reakcija. Pri praznjenju baterije se energija sprošča v okolico (npr. kot svetloba). Prazna baterija (na koncu produkt) ima manjšo energijo kot polna baterija (na začetku reaktant). Vprašanje za utrjevanje znanja. V baterijah se nahajajo različne snovi. Kaj piše na baterijah, ki jih lahko ponovno polnimo? Fotografiji dveh cink-ogljikovih baterij. V običajnih baterijah sta cink in ogljik oba prevajata električni tok (ta baterija vsebuje tudi svinec Pb). Baterij ne smemo odlagati med ostale odpadke. Običajni avtomobilski akumulator vsebuje ţveplovo tudi kislino. V slovarčku najdemo razlago za akumulator, baterijo, elektrolit. Delovni zvezek: Vprašanje, ali praznjenje akumulatorja predstavlja kemijsko reakcijo? Opredeli polnjenje akumulatorja in praznjenje baterije kot eksotermno oz. endotermno reakcijo

64 3.1.4 FIZIKA 9 ANALIZA UČNEGA NAČRTA V učnem načrtu za fiziko v osnovni šoli baterije neposredno niso omenjene. V vsebinskih sklopih Električni tok,električna napetost ter Zaporedna vezava porabnikov, so omenjeni operativni cilji, ki se posredno dotikajo tudi baterij. Vsebinski sklop Električni tok: Opišejo električni tok kot usmerjeno gibanje električnega naboja. Usvojijo, da so elektroni nosilci električnega naboja v kovinah. Raziščejo ali so snovi električni prevodniki ali izolatorji. S poskusi spoznajo osnovne elemente električnega kroga. Razloţijo kratek stik. Izmerijo električni tok. Vsebinski sklop Električna napetost: Ugotovijo, da je napetost sposobnost izvira, da lahko poganja električni tok. Raziščejo, da napetost izvira poganja električni tok skozi porabnik, kadar je električni tok sklenjen. Samostojno izmerijo napetost na izviru. Vsebinski sklop Zaporedna vezava porabnikov: Prepoznajo vzporedno in zaporedno vezavo elementov v električnem krogu. ANALIZA UČBENIŠKIH KOMPLETOV V učnem načrtu za fiziko so teme, ki se vsebinsko dotikajo baterij, obravnavane v 9. razredu, zato smo pripravili izpiske na temo baterij iz učbeniških kompletov za 9. razred. M. Ambroţič et al. FIZIKA, NARAVA, ŢIVLJENJE 2. DZS. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2003, delovnega zvezka Električni krog z ţarnico in 4,5 V baterijo, prevodniki in izolatorji. Baterija je električni izvir. Risanje shem električnega vezja z baterijo. Nikakor ni vseeno, kako obrnemo pola pri bateriji, shema različnih zaporednih vezav. Anekdota o Galvaniju, pocinkanem kroţniku in ţabjih krakih. Galvanski člen je najstarejši izvir električnega toka, sestavljen iz dveh različnih kovinskih teles, imenovani elektrodi, ki sta potopljeni v električno prevodno tekočino, elektrolit. Več galvanskih členov poveţemo v baterijo, ki je električni izvir. Baterija ima dva pola, ki sta na njej tudi označena: pozitivni in negativni pol. Ob fotografiji svinčevega akumulatorja in cilindričnih NiCD baterij: galvanskim členom so podobni akumulatorji, ki jih poznamo v različnih izvedbah: svinčevi, nikelj kadmijevi. Lahko jih ponovno napolnimo. Ob karikaturi človeka, ki z jezikom preizkuša delovanje 4,5 V baterije: elektrika iz baterij nam ni nevarna, vendar previdnost ni odveč. Priključka avtomobilskega akumulatorja lahko primeš, če pa ju poveţeš z ţico, se zaiskri, akumulator lahko pregori

65 Vprašanja za razumevanje snovi: katere galvanske člene poznaš, poišči jih po knjigah, je svinčev akumulator električni izvir, ali porabnik. Naloge: vzemi izrabljeno in novo okroglo baterijo in ju razdri. Kakšna je razlika med njima, pomen sestavnih delov. Zakaj se baterija izprazni? Zaradi strupenih snovi je potrebno baterije odlagati tam, kjer jih zbirajo. Kakšno ţarnico lahko priključiš na avtomobilski akumulator? Ob sliki suhega Leclanchéjevega člena: najbolj razširjen galvanski člen, ki ima eno elektrodo je ogleno, druga pa je posoda iz cinkove pločevine- oglena elektroda je obdana z rjavim manganovcem (MnO2), elektrolit je raztopina amonoklorida ali salmiaka. Po uporabi ga ne moremo ponovno napolniti, zato ga zavrţemo. Poskus elektroliza vode z grafitnima elektrodama. Ali lahko z opazovanjem ţarnic določiš, v katero smer teče električni tok v bateriji? Eksperiment električni vodnik in magnetna igla s 4,5 V baterijo. Ob sliki elektrolize modre galice: raztopino modre galice sestavljajo pozitivni bakrovi ioni in negativno nabiti preostanki molekule modre galice. Pozitivne bakrove ione pritegne negativna katoda (kationi), negativni preostanki (anoioni) pa potujejo proti anodi. Katoda čez čas postane prevlečena s tanko plastjo bakra. Ko na bateriji zamenjamo priključka, se baker nabira na drugi elektrodi. Smer toka se obrne, če zamenjamo priključka na bateriji. Smer električnega toka je enaka smeri gibanja pozitivno nabitih delcev, smer električnega toka v elektrolitu se ujema s smerjo potovanja kationov. Znotraj baterije pa je ravno obratno: električni tok teče od negativnega k pozitivnemu. Ob sliki razlaga zaporedne in vzporedne vezave z 4,5 V baterijo in tremi ţarnicami. Slika in ţivljenjepis Alessandra Volte. Dokazal je, da električni tok izvira iz kovin in ne ţabjih krakov, sestavil je prvo baterijo, Voltov stolp. Poskus merjenje napetosti vzporedno in zaporedno vezanih baterij. Razdelek "Hočem vedeti še več". Ob karikaturi razlaga električnega naboja v bateriji in hitrost praznjenja glede na količino priključenih porabnikov. Prerez svinčevega akumulatorja in opis sestavnih delov, poudarek, da jih lahko ponovno polnimo: prazen svinčev akumulator priključimo na električni izvir, ki skozi njega poţene tok. Akumulator se pri tem segreva, zato poteče (endotermna) kemična reakcija (iz svinčevega sulfata nastaja svinčev dioksid, svinec in ţveplena kislina 2PbSO 4 + 2H 2 O PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 ). Vloţeno električno delo se pretvori v kemično energijo med polnjenjem nastalih spojin, del energije pa se pretvori v toploto, ki jo akumulator odda okolici. Med praznjenjem akumulator poganja električni tok, reakcija pa poteče v nasprotni smeri. Zanimivost: avtomobili na električni pogon za voţnjo po mestu. Izračunaj maso akumulatorjev, ki jih avtomobil potrebuje za pot dolgo 100 km. Delovni zvezek: Vprašanja z dopolnjevanjem za ponovitev, kriţanka, risanje shem, ob shemi razloţi elektrolizo bakrovega sulfata. Poskusi: električni krog, električna vezja z baterijo

66 T. Maroševič et al. FIZIKA +9. Rokus Klett. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2015, delovnega zvezka Fotografija elektrolize vode z baterijo. Baterije so vir enosmerne napetosti, ki skozi električni tok potiskajo elektrone iz enega priključka na drugega. Priključka imenujemo tudi pola. Pol, na katerem je preseţek elektronov, imenujemo negativni pol, drugega pa pozitivni pol. Smer električnega toka je dogovorjena tako, da električni tok teče od pozitivnega priključka baterije k negativnemu, ravno v obratni smeri, kot se po električnem krogu gibljejo elektroni. Eksperiment zaporedne vezave več baterij. Napetost dveh zaporedno vezanih baterij je večja od napetosti ene same. Fotografije 1,5 V baterije, 12 V akumulatorja, 0,5 V sončne celice in 6 V dinama: generatorji, ki imajo označena pola (+) in (-), so generatorji enosmerne napetosti (elektrone potiskajo ves čas v eno smer), generatorji, ki nimajo označenih polov, so običajno generatorji izmenične napetosti (elektrone potiskajo zdaj v eno, zdaj v drugo smer). Slika Luigija Galvanija in anekdota z ţabjimi kraki, po njem se imenuje galvanski člen. Delovni zvezek: Fotografija elektrolize vode z baterijo v temi učinki električnega toka. Uporaba baterije pri poskusih: primer vezave ţarnice, prevodniki in izolatorji. Računske naloge, kjer je kot vir električnega toka navedena baterija. Razlikovanje med viri enosmerne in izmenične napetosti. B. Beznec. MOJA PRVA FIZIKA 2. Modrijan. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2013, delovnega zvezka Fotografija med viri električnega toka: baterije so sestavni del galvanskih členov. Če poveţemo v električni krog le baterijo in ţico, ustvarimo kratek stik. Električni tok, ki steče po snovi, lahko povzroči kemijske reakcije. Govorimo o kemijskem učinku električnega toka. Ob sliki in shemi: poskus bakrenja ključa. Masa izločenega bakra je odvisna od trajanja elektrolize. Ob shemi navodila za elektrolizo slane vode. Akumulator in baterija sta vir enosmerne napetosti. Gumbna baterija na sliki ima napetost 3 V, avtomobilski akumulator pa 12. Ob sliki Alessandra Volte: Galvani in poskusi z ţabjimi kraki, Voltovi poskusi, da je dokazal, da elektrika izvira iz kovin in opis Voltovega stolpa. Vir napetosti lahko izdelaš sam iz krompirja ali jabolka in dveh ploščic različnih kovin. Odstrani pokrovček na daljinskem upravljalniku in si oglej lego vloţenih baterij. Ob fotografiji odprte ploščate baterije: zaporedna vezava galvanskih členov. Delovni zvezek; Vprašanja za ponovitev snovi, računske naloge z akumulatorjem. Označi smer toka v bateriji in smer toka skozi ţarnico. Računanje napetosti pri zaporedni in vzporedni vezavi. Risanje shem električnega vezja

67 A. Demšar et al. ZAKAJ SE DOGAJA? 9. Rokus Klett. Leto potrditve Leto izdaje analiziranega učbenika 2014, delovnega zvezka Fotografiji cilindrične baterije s podatkoma o električnem naboju ( 300 mah) in napetostjo 1,5 V. Razmisli, zakaj baterija, ki ima majhno napetost, z električnim tokom oskrbuje le manjše naprave? Izračun, koliko električne energije lahko hrani baterija. Karikatura Volte ob Voltovem stebru. Leta 1800 je italijanski fizik Alessandro Volta izdelal prvo baterijo, ki je pomenila velik premik v uporabi električne energije. Ugotovil je, da se v raztopini (npr. slana voda), v kateri sta potopljeni paličici iz različnih kovin (npr. baker in cink), prerazporedi električni naboj. Na eni paličici je preseţek negativnega naboja, na drugi pa pozitivnega naboja. Zaradi tega je med paličicama električna napetost. Omenjeni paličici sta lahko pozitivni in negativni priključek baterije. Če bi ju povezali s koščkom ţice, bi se prosti nosilci električnega naboja začeli gibati od enega priključka k drugemu. Bistvo baterije (in vseh drugih virov napetosti) je, da razdeli električni naboj, zaradi česar se med priključkoma pojavi električna napetost, ki lahko ustvari stalni tok delcev z električnim nabojem. Risba smeri električnega toka in smeri gibanja elektronov: smer električnega toka je dogovorjena električni tok teče od pozitivnega priključka baterije k negativnemu. Elektroni, ki ustvarjajo električni tok v kovinah, se gibljejo od negativnega priključka k pozitivnemu. Ob risbi razlaga električnega kroga z baterijo, vodnikoma in ţarnico. Zapis baterije s simbolom, risanje sheme električnega kroga. Delovni zvezek: Naloga igra vlog, ko se učenec postavi v vlogo Alessandra Volte in ob predstavitvi svojega izuma odgovarja na vprašanja poslušalcev. Označijo še sestavne dele baterije ob skica kozarca, v katerem sta dve različno obarvani palčki, označeni s (+) in (-). Baterijo uvrstijo med vire napetosti. Merijo napetost 1,5 V baterije. Označevanje baterij na shemah električnih vezij

68 3.1.5 POVZETEK V učbeniških kompletih za naravoslovje baterije uporabljajo za prikaz sklenjenega električnega kroga in zaporedne vezave več členov, nekateri učbeniki prikaţejo odprto ploščato baterijo, nekateri prerez suhega člena. Več učbenikov omenja, da je galvanski člen bolj primerno poimenovanje baterij (alkalnih, cink-ogljikovih), ki jih uporabljamo v vsakdanjem ţivljenju. V večini učbenikov so predstavljene 1,5 V, 4,5 V baterije in avtomobilski akumulator. V zgodovino baterij se ne poglabljajo. Velik poudarek je na pravilnem zbiranju in recikliranju baterij. Učbeniki se med sabo močno razlikujejo. Nekateri imajo biološke, fizikalne in kemijske vsebine primerno razporejene (Glaţar, Ipavec), v nekaterih pa je več poudarka na bioloških vsebinah (Dermastia, Bačič). V učbeniških kompletih za tehniko in tehnologijo baterije predvsem uporabljajo pri delu in poskusih, v podrobnosti fizikalnih in kemijskih lastnosti se ne spuščajo. V učbeniku Tehnika in tehnologija 7 (Fošnarič) je poudarjeno, da se bodo o kemijskih učinkih električnega toka učili pri kemiji in fiziki. V učbeniških kompletih za fiziko so baterije obravnavane iz stališča fizike, kemijskih značilnosti večinoma ne obravnavajo. V vseh učbenikih je omenjen Galvani, v treh tudi Volta. Učbeniki in delovni zvezki vsebujejo veliko eksperimentov, kjer uporabljajo predvsem 4,5 V baterijo. V učbeniških kompletih za kemijo, razen v treh (Kornhauser, Cvirn Pavlin, Smrdu), so baterije slabo predstavljene, največkrat le kot pripomoček pri kemijskih poskusih električne prevodnosti in elektrolize. Najbolj izčrpno jih prikazuje učbenik Pogled v kemijo 8 (Kornhauser), kjer so obravnavane teoretično in eksperimentalno v svoji temi Elektrokemijske celice in baterije. Peti element 8 (Cvirn Pavlin) predvideva baterije kot nadgradnjo znanja v delovnem zvezku

69 3.2 PREDLOG UMESTITVE TEME V UČNI NAČRT KEMIJE Posodobljeni učni načrt za kemijo [49] samostojne teme o baterijah, kljub aktualnosti, ne predvideva. Še najbolj se tema pribliţa operativnim ciljem in vsebinam v vsebinskem sklopu Kemijske reakcije, zato bi bilo smotrno, da temo o baterijah uvrstimo v ta sklop. PREDLAGANI OPERATIVNI CILJI IN VSEBINE Učenci: razumejo pomen zgodovine razvoja baterij v povezavi z razvojem človeške druţbe, vedo, da so galvanski členi sestavljeni iz dveh elektrod in elektrolita, vedo, da se v galvanskem členu kemijsko vezana energija pretvarja v električno, izdelajo enostavno baterijo, razlikujejo med primarnimi in sekundarnimi baterijami, jih naštejejo in opišejo, razumejo pomen varnega odlaganja baterij in recikliranja, poznajo posledice malomarnega ravnanja z baterijami, poznajo načine vzdrţevanja baterij. STANDARDI ZNANJA Učenec: prepozna pomen baterij za razvoj človeške druţbe, prepozna dele galvanskega člena in določi pozitivni in negativni del, razlikuje primarne in sekundarne baterije, jih našteje in opiše, razume, da sta praznjenje in polnjenje baterij nasprotna procesa, uporablja navodila o varnem odlaganju baterij. MINIMALNI STANDARD ZNANJA Učenec: prepozna pomen baterij za razvoj človeške druţbe, prepozna dele galvanskega člena, razlikuje primarne in sekundarne baterije, razume, da sta praznjenje in polnjenje baterij nasprotna procesa, uporablja navodila o varnem odlaganju baterij

70 3.3 PRIPRAVA UČNE ENOTE UČITELJEVA PRIPRAVA Predmet: Kemija Razred: 8 Vsebinski sklop: Kemijske reakcije Število ur: 2 Učna enota: BATERIJE Datum izvedbe: Operativni učni cilji: razumejo pomen zgodovine razvoja baterij v povezavi z razvojem človeške druţbe, spoznajo vlogo kemije v sodobnih tehnologijah, vedo, da je elektron osnovni delec, ki nosi električni naboj, vedo, da so galvanski členi sestavljeni iz dveh elektrod in elektrolita, vedo, da so elektroliti raztopine kislin, baz, soli in taline soli, vedo, da se v galvanskem členu kemijsko vezana energija pretvarja v električno, vedo, da kemijsko reakcijo spremlja sprememba energije in da se pri kemijski reakciji energija lahko sprošča v okolico ali veţe iz okolice, opredelijo reaktante in produkte kemijske reakcije, razlikujejo med primarnimi in sekundarnimi baterijami, jih naštejejo in opišejo, na osnovi opazovanja predstavijo kemijsko reakcijo z besedami in simbolnim zapisom, se učijo opazovati eksperimente, se urijo v izvajanju eksperimentov, znajo predstaviti meritve in interpretirati rezultate, razumejo pomen varnega odlaganja baterij in recikliranja, poznajo posledice malomarnega ravnanja z baterijami, poznajo načine vzdrţevanja baterij. Dejavnosti učencev: spoznavajo zgodovino razvoja baterij, spoznajo baterijo kot vir električne napetosti, opišejo galvanski člen, spoznavajo različne primarne in sekundarne baterije, jih prepoznajo in naštejejo, v paru ali skupini izdelajo lastno baterijo in jo preizkusijo, pripravijo razstavo galvanskih členov in plakat na temo baterij, iščejo informacije v literaturi ali na medmreţju. Učne oblike: frontalna, delo v dvojicah, delo v skupinah. Učne metode: pogovor, razlaga, skupinska diskusija, demonstracija, eksperimentalno delo, delo z učnimi viri, opazovanje. Medpredmetna povezava: fizika, tehnika in tehnologija, naravoslovje, biologija, zgodovina, matematika, prva pomoč

71 Literatura: Štirn, S. (2016). Baterije e-učna enota. Diplomsko delo, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta. Baterije e-učna enota. Pridobljeno s spletne strani Lemon battery. Pridobljeno s spletne strani Making a Lemon Battery and How Does it Work? Pridobljeno s spletne strani How to Make Batteries From Spare Change. Pridobljeno s spletne strani Batteries/?ALLSTEPS. Ali bi lahko morsko vodo uporabljali kot vir energije? Pridobljeno s spletne strani energije_mocilar.pdf. Energy saltwater. Pridobljeno s spletne strani Kemija laboratorijske vaje, navodila za kandidate za splošno maturo leta Pridobljeno s spletne strani 7_2008_in_2009_01?r=1. Galvanic Cells (Voltaic Cells). Pridobljeno s spletne strani Učila, učni pripomočki: računalnik, projektor ali elektronska tabla, e-učna enota, pridobljeno s spletne strani slikovni material za pripravo plakata, šeleshamer, flomastri, barvice, lepilo, učni listi za podporo eksperimentom, zaščitna halja, očala in rokavice, izrabljeni galvanski členi iz šolske zbirke, iztekla baterija (suhi člen ali alkalna), potrebščine in reagenti pri izvedbi eksperimentov: 1. ura: cinkova in bakrena ploščica, ZnSO 4, CuSO 2, destilirana voda, elektrolitski ključ z nasičeno raztopino kalijevega klorida, 2 čaši (100 ml), 2 stekleni palčici, brusni papir, vata, voltmeter, pladenj za potrebščine. 2. ura: količinsko pripraviti potrebščine glede na število učencev v razredu oz. razpoloţljivih pripomočkov, rezervne kovance, sadje in pločevinke, katere je dobro zbrusiti ţe pred začetkom ure. LED ţarnic pripravimo toliko, kolikor je učencev

72 Voltov stolp Eko baterija Energija slane vode - 5 limon (krompirjev, jabolk, paradiţnikov, ali sadje oz. zelenjava po lastni izbiri), - 6 vodnikov s krokodilskimi sponkami, - 5 pocinkanih ţebljev ali cinkovih ploščic, - 5 bakrenih ţebljev ali bakrenih ploščic, - LED ţarnica, zvočni modul, - voltmeter, - papirnate brisače, - pladenj za potrebščine. - 5 kovancev za 5 centov, - 5 kovancev za 10 centov, - 10 pocinkanih podloţk v velikosti kovancev, - karton ali lepenka, - škarje, - beli kis, - kuhinjska sol, - 2 čaši (50 ml), - izolirni trak, - papirnata brisača, - 2 rdeči ali zeleni LED ţarnici, zvočni modul, - 2 vodnika s krokodilsko sponko - košček aluminijeve folije, - voltmeter, - 4 elastike, - pladenj za potrebščine. Predznanje: elektron, oznaka za elektron, atom, ion, kation, anion in označevanje ionov, elektroliti, neelektroliti, električni prevodniki in izolatorji, kemijska reakcija, oksidacija, redukcija, izpodrivanje kovin, enostaven električni krog z baterijo, ţarnico in vodnikoma, zaporedna vezava, endotermna in eksotermna reakcija, zapisovanje kemijskih reakcij na simbolni ravni, vodna raztopina, talina soli. Novi pojmi: elektroda, anoda, katoda, galvanski člen, primarne in sekundarne baterije, suhi člen, alkalna baterija, litij-ionska baterija. - bakrena plošča debeline 0,4 mm - polna aluminijasta pločevinka, - brusni papir, - 3 gumijaste elastike, - 2 čaši (1 L), - morska sol, - voda, - ţlica, - vodniki s krokodilskimi sponkami, - nizkonapetostni motorček z ventilatorjem (optimalno od pogona CD roma) - voltmeter, - pladenj za potrebščine. Domače delo učencev: Učence po koncu prve ure prosimo, da prinesejo od doma v paru s sošolcem po pet kosov limon, jabolk, krompirja oz. sadje ali zelenjavo po lastni izbiri; 5 kovancev za 5 centov in 5 kovancev za 10 centov. Iz lepenke ali kartona izreţejo kroge v velikosti kovancev. Opozorim, naj bodo pri velikosti krogov natančni

73 Od doma prinesejo različne iztrošene baterije za razstavo. Doma dokončajo učne liste in odgovorijo na vprašanja, ki so del e-učne enote, dostopna na: Pomagajo si s prosto dostopno učno enoto, po kateri smo izvedli učno enoto, dostopno na: IZVEDBA UČNE ENOTE 1. URA Uvodna motivacija z različnimi aparati, ki za svoje delovanje potrebujejo baterije ter različnimi tipi baterij iz šolske zbirke, napoved učne teme (5 min). Učencem pokaţemo različne aparate, ki za delovanje potrebujejo baterije. Pomagamo si lahko s slikovnim materialom na 1. prosojnici e-učne enote. Z vodeno diskusijo sami ugotovijo temo učne ure. Učence seznanimo s pomenom baterij za našo civilizacijo in jim na kratko predstavimo, kaj se bodo v prihodnjih dveh urah naučili. Zgodovina baterij, galvanski člen, demonstracija delovanja galvanskega člena (20 min). S pomočjo e-učne enote predstavimo zgodovino razvoja baterij ter zgradbo in delovanje galvanskega člena. Določimo enega učenca, ki razdeli delovne liste za eksperiment Galvanski člen. Učenci opazujejo demonstracijo in sproti vpisujejo rezultate eksperimenta. Ob eksperimentu še enkrat ponovimo delovanje galvanskega člena. Učenci na vprašanja odgovorijo doma. Sestavljeno aparaturo shranimo do naslednje ure, ko si učenci ogledajo elektrodi in barvo elektrolita. Značilnosti baterij, oblika, delitev baterij na primarne in sekundarne (15 min). S pomočjo e-učne enote predstavimo osnovne značilnosti baterij. Ob slikovnem materialu iz e-učne enote uporabimo še baterije iz šolske zbirke. Predstavimo delitev baterij na primarne in sekundarne. S pomočjo e-učne enote predstavimo delitev baterij na primarne in sekundarne ter predstavimo primere različnih baterij. Več časa posvetimo litij-ionskim baterijam in njihovem pravilnem vzdrţevanju. Napoved teme za naslednjo uro, domača naloga (5 min). Učence ob koncu ure prosimo, da prinesejo od doma v paru s sošolcem po pet kosov limon, jabolk, krompirja oz. sadje ali zelenjavo po lastni izbiri; 5 kovancev za 5 centov in 5 kovancev za 10 centov. Iz lepenke ali kartona izreţejo kroge v velikosti kovancev. Opozorim, naj bodo pri velikosti krogov natančni. Od doma prinesejo različne iztrošene baterije za razstavo

74 2. URA Uvodna motivacija in napoved dela pri uri (5 min). Preverimo rezultate eksperimenta Galvanski člen. Učenci vpišejo svoja opaţanja v delovni list. Eksperimentalno delo v parih ali skupinah, priprava razredne razstave in plakata o baterijah (30 min). V razredu naredimo 4 postaje in učence razdelimo na štiri skupine. 3 skupine izvajajo eksperimente, ena skupina pa pripravlja plakat in razstavo. Skupine se na postaji zamenjajo pribliţno vsakih 7 minut. Na prvi postaji pripravimo za eksperiment Voltov stolp, na drugi postaji za Eko baterijo, na tretji postaji pa za eksperiment Energija slane vode, četrta postaja je namenjena skupinski izdelavi plakata na temo baterij. Učenci s pomočjo delovnih listov izvedejo eksperimente in zapišejo rezultate meritev in svoja opaţanja. Na vprašanja odgovorijo doma. Plakat sestavijo s pomočjo pripravljenega različnega slikovnega materiala in kratkega povzetka naučenega. Učencev ne vodimo z navodili o vsebini plakata, učitelj le preveri pravilnost zapisanega. Vsaka skupina doda plakatu svoj del o baterijah, ki se jim je zdel zanimiv. Tako dobimo skupen izdelek. Varna uporaba baterij in ekologija (5 min). Učence seznanimo z nevarnostmi pri napačni uporabi baterij. Pokaţemo izteklo baterijo, ki jo zaradi varnosti poloţimo v čašo in učencem naročimo, naj se je ne dotikajo. Razvoj novih baterij in prihodnost (5 min). Učno uro zaključimo s pogovorom o razvoju baterij in vsestransko uporabo baterij v prihodnosti. Učencem namenimo prostor v razredu, kjer bodo shranili baterije iz eksperimenta Voltov stolp do naslednje učne ure

75 3.3.2 EKSPERIMENTALNI DEL Učna enota vsebuje predlog za 4 eksperimente. Galvanski člen je predviden kot učiteljeva demonstracija. Voltov stolp, Eko baterija ter Energija iz slane vode pa so namenjeni učencem za delo v skupinah. Baterijo z LED ţarnico v Voltovem stebru naj naredi vsak učenec. Vsak eksperiment je v celoti predstavljen na delovnem listu za učence v prilogi št. 2. Eksperimenti za učence so varni, pripravimo jih iz snovi in predmetov iz vsakdanjega ţivljenja. Kljub temu pa naj se učenci zaščitijo in vadijo varno delo v kemijskem laboratoriju. Ob opisu eksperimentov so podani podčrtani rezultati in odgovori na vprašanja. Delovni list za učenca je sestavljen iz osmih delov: uvod s teoretično podlago, naloga s kratkim opisom, navodila za zaščito in varno delo, oblika izvedbe eksperimenta, potrebščine, natančen potek dela, rezultati in dodatna vprašanja. GALVANSKI ČLEN Eksperiment pripravi učitelj. Učenci opazujejo in zapišejo rezultate ter opaţanja na učni list. Potek dela in rezultati: Priprava pred poukom: očistimo cinkovo in bakreno ploščico z brusnim papirjem, pripravimo elektrolitski ključ z nasičeno raztopino KCl in konca cevke zapolnimo z vato. V vsako 100 ml čašo natehtamo po 16 g ZnSO 4 in CuSO 4, v puhalko natočimo destilirano vodo. Vse potrebne pripomočke zloţimo na pladenj. Potek eksperimenta: učencem pokaţemo cinkov in bakrov sulfat, primerjamo barvo, ogledamo si varnostna opozorila na embalaţi [56]. Shema 19: Znaki za nevarnost snovi. Čaši označimo (Zn (-) in Cu (+)) ter dopolnimo z destilirano vodo do označbe 100 ml. S stekleno palčico premešamo raztopino, da se vsi delci raztopijo. V čašo s cinkovim sulfatom postavimo cinkovo ploščico, v čašo z bakrovim sulfatom pa bakreno ploščico. Vodnika

76 poveţemo voltmetrom in zvočnim modulom. Izmerimo napetost ter preverimo delovanje zvočnega modula. Učenci si zapišejo vrednost napetosti = 0 V. Zvočni modul ne deluje. Oba polčlena poveţemo z elektrolitskim mostom. Učenci opazujejo voltmeter in zapišejo napetost = 1,1 V. Priključimo zvočni modul, ki deluje z rahlo popačenim zvokom, saj za svoje delovanje potrebuje napetost 1,5 V. Ponovimo delovanje galvanskega člena z razlago ob prikazanem eksperimentu. Učenci si ob koncu ure in naslednjo uro ogledajo stanje elektrod in elektrolita ter opaţanja zapišejo na delovni list. Opazijo, da je cinkova elektroda spremenila barvo iz kovinsko sive v temno, izgubila je kovinski lesk. Stanjšanja elektrode se pri večji in debelejši ploščici ne opazi. Če imate precizno tehtnico, lahko stehtate elektrodo pred in po eksperimentu in tako dokaţete raztapljanje cinka. Na bakrovi elektrodi opazimo nanose bakra. Če imate precizno tehtnico, lahko stehtate elektrodo pred in po eksperimentu in tako dokaţete nalaganje bakra. Raztopina bakrovega sulfata rahlo obledi, ob straneh čaše se pojavijo kristali bakrovega sulfata, ki so nastali zaradi izhlapevanja vode in kristalizacije. Opazen je tudi padec napetosti. Slika 13: Bakrov sulfid, bakrova ploščica, cinkov sulfid in cinkova ploščica. Napetost pred in po vstavitvi elektrolitskega ključa. Slika 14: Stanje elektrod in elektrolita ter napetost člena 3. dan eksperimenta. Odgovori na vprašanja: Zakaj potrebujemo pri eksperimentu elektrolitski ključ? Z elektrolitskim ključem poveţemo oba polčlena in omogočimo izmenjavo ionov med njima. Galvanski člen brez te povezave ne deluje. Kje je negativni in kje pozitivni del galvanskega člena? Pozitivni del ali katodo predstavlja bakrova ploščica, negativnega oz. anodo pa cinkova ploščica. Kako imenujemo reakcijo sprejemanja elektronov in reakcijo oddajanja elektronov? Reakcijo sprejemanja elektronov imenujemo redukcija, reakcijo oddajanja elektronov pa oksidacija

77 VOLTOV STOLP Učenci s pomočjo učnega lista izvedejo eksperiment. Najprej v skupini merijo napetost zaporedno vezanih členov, nato naredi vsak svojo baterijo. Poučimo jih o pravilni rabi voltmetra. Evropski predpisi ne vsebujejo omejitev pri uporabi evrskih kovancev, ki so v osebni posesti. Z njimi lahko prosto razpolagamo. Ker pa se bodo kovanci ob izvedbi eksperimenta spremenili, centralne banke takih, namerno spremenjenih kovancev, v skladu z drugim odstavkom 8. člena Uredbe (EU) 1210/2010 o preverjanju pristnosti evrskih kovancev in ravnanju z evrskimi kovanci, neprimernimi za obtok, niso dolţne zamenjati [57]. Učence opozorimo, da kovancev ne bodo smeli več uporabljati kot plačilno sredstvo. Potek dela: Priprava pred poukom: pripravimo rezervne kovance in izrezane kroge iz lepenke ali kartona v velikosti kovancev (če jih učenci ne bi prinesli, da bo delo potekalo hitreje), pocinkane podloţke, zadostno količino rdečih ali zelenih LED ţarnic, beli kis, kuhinjsko sol. Vse potrebne pripomočke zloţimo na pladenj. Potek eksperimenta: učenci naredijo v skupini en eksperiment merjenja napetosti s kovancem za 5 centov in enega s kovancem za 10 centov. Kovance očistijo z raztopino kisa in kuhinjske soli. Kroge iz kartona ali lepenke pomočijo za nekaj minut v kis. Odvečno tekočino popivnajo s papirnato brisačo. Na delovno površino poloţijo zloţen košček aluminijeve folije, nanjo najprej pocinkano podloţko, nato s kisom omočen karton, nazadnje še kovanec. S pomočjo voltmetra izmerijo napetost vsakemu dodanemu členu. Ob vsakem na novo dodanem členu preizkusijo tudi delovanje LED ţarnice in zvočnega modula. Učence opozorimo na pravilno povezovanje LED ţarnice s poloma baterije. Led ţarnica zasveti pri 2. členu, ob vsakem naslednjem členu sveti močneje. Zvočni modul zaslišimo s popačenim zvokom ţe pri prvem členu, z vsakim naslednjim je glasba razločnejša. Slika 15: Pripomočki, napetost enega in petih členov. Vsak učenec nato sestavi svojo baterijo iz treh členov, jo opremi z LED ţarnico in zatesni z izolirnim trakom, da prepreči izhlapevanje kisa. Za boljši stik med elektrodami lahko baterijo še poveţejo z elastiko. Baterijo z LED ţarnico lahko odnesejo s sabo domov, da jo opazujejo. Ţarnica sveti najmanj en dan, odvisno od količine elektrolita in zatesnjenosti, z baterijo iz 10 centov sveti nekoliko dlje, ker imajo ti kovanci višjo vsebnost bakra. Kovanci po končanem eksperimentu močno spremenijo videz. Cink na pocinkani podloţki se raztopi, razkrije se jeklena sredica. Bakreni kovanci na strani, ki se dotika kartona, razkrijejo

78 jekleno sredico, na strani, ki se je dotikala cinkove podloţke, postanejo svetleči, zaradi kisa lahko nastane zeleni volk. Učence opozorimo na strupenost zelenega volka. Kovanci za 10 centov izgubijo zlat lesk in postanejo bakrene barve. Slika 16: Sestavljena baterija z LED ţarnico, izgled izrabljenih kovancev. Odgovori na vprašanja: Na spletu poišči stran z informacijami o evrskih kovancih. Zapiši, iz katerih snovi so sestavljeni kovanci za 5 in 10 centov. Bakreni kovanci za 1, 2 in 5 centov, so sestavljeni in jeklene sredice, prevlečene z bakrom. Kovanci za 10, 20 in 50 centov so iz nordijskega zlata [36]. Nordijsko zlato vsebuje 89 % bakra, 5 % aluminija, 5 % cinka in 1 % kositra [47]. Razmisli, kaj bi moral storiti, da bi po končanem opazovanju LED ţarnica znova zasvetila. Ţarnica znova zasveti, če baterijo odpremo in ponovno namočimo karton v kis. Bi lahko ta postopek ponavljal v neskončnost? Zakaj? Ne, saj se elektrode iztrošijo, elektrolit se posuši. Baterija iz cinka in bakra je primarna, torej neobnovljiva. EKO BATERIJA Učenci v skupini s pomočjo učnega lista izvedejo eksperiment. Delovni list je pripravljen za baterijo iz limone in bakrenih ter pocinkanih ţebljev, lahko pa vsaka skupina izvede eksperiment z drugim sadjem oz. zelenjavo: krompir, jabolka, paradiţnik, kumare, oz. uporabite sadje ali zelenjavo po ţelji učencev. Lahko ponudite tudi več različnih elektrod, npr. ţelezo, medenina, aluminij, nerjaveča pločevina, učenci pa z meritvami preverjajo, katera kombinacija elektrod da najvišjo napetost. Elektrode morajo biti dovolj velike, da pridobimo zadostno površino za kemijsko reakcijo in s tem ustrezno visok električni tok. Če vzamemo 2 cm pocinkane in bakrene ţeblje, ima limonina baterija prešibak električni tok, da bi zvočni modul razločno igral, prav tako je zelo šibka svetloba LED ţarnice. Bolj smotrno je uporabiti bakrene ploščice in pocinkane vijake, saj imajo ti zaradi navoja večjo površino. Potek dela in rezultati: Priprava pred poukom: pripravimo si 5 limon za rezervo, bakrene ploščice in pocinkane vijake. Vse potrebne pripomočke zloţimo na pladenj. Potek eksperimenta: učenci očistijo elektrode. Povaljajo limono med dlanjo in podlago, da sprostijo sokove. Na razdalji treh centimetrov pribliţno enako globoko zapičijo po eno cinkovo in eno bakrovo elektrodo. Biti morata dovolj skupaj, vendar se v limoni ne smeta dotikati. Poveţejo elektrode z voltmetrom in odčitajo napetost. Na enak način pripravijo še

79 štiri člene in jih zaporedno poveţejo med sabo. S preizkušanjem ugotovijo, koliko limon je potrebno, da zasveti LED ţarnica in zaigra zvočni modul. Izmerjena napetost enega člena je med 0,90 V in 1,00 V in lahko odstopa zaradi uporabljenih materialov, občutljivosti voltmetra, sočnosti sadeţa. Učenci z grafom prikaţejo linearno naraščanje napetosti ob dodajanju členov. Zvočni modul igra ţe pri prvem členu, le da je melodija popačena, pri dveh členih je melodija razločna, pri treh pa ţe zelo glasna. LED ţarnica zasije z medlo svetlobo pri dveh členih, pri treh pa z močno. Slika 17: Napetost enega člena pri limoni. LED ţarnica dobro sveti ţe pri tretjem členu, vidi se padec napetosti zaradi bremena. Napetost petih členov. Slika 18: Različne vrednosti napetosti pri čebuli, krompirju, mandarini in paradiţniku. Odgovori na vprašanja: Kakšno vlogo ima v bateriji limona? Limona ima v bateriji vlogo elektrolita. Bi lahko s takšno baterijo napolnil mobilni telefon? Razloţi. Ne, takšna eko baterija ne ustvari zadosti električnega toka, da bi lahko z njo polnili mobilni telefon. ENERGIJA SLANE VODE Učenci v skupini s pomočjo učnega lista izvedejo eksperiment. Elektromotorček, ki je uporabljen pri tem eksperimentu, je bil vzet iz stare CD-rom enote. Elektromotorčki iz raznih igrač niso primerni, saj za delovanje potrebujejo višje vrednosti električnega toka, četudi bi potrebno napetost dosegli. Lahko uporabite tudi prazno pločevinko, le da jo napolnite z vodo, da stabilno stoji. Potek dela in rezultati: Priprava pred poukom: pripravimo si bakrovo ploščo z nekoliko večjo površino, kot je površina pločevinke. Če imamo debelejšo ploščo, jo zvijemo sami, drugače lahko to storijo učenci. Vse potrebne pripomočke zloţimo na pladenj

80 Potek eksperimenta: učenci z brusnim papirjem očistijo bakreno ploščo in aluminijasto pločevinko, da na njej ne bo več vidnega napisa. Bakreno ploščo zvijejo v valj, ki je nekoliko širši od pločevinke. Na pločevinko pri vrhu, dnu in v sredini namestijo gumijaste elastike. V čašo vlijejo vodo in v njej raztopijo 2 do 3 jedilne ţlice soli. Pločevinko spustijo v bakren valj, ju postavijo v čašo in nalijejo toliko vode, da bo segala pribliţno en centimeter do vrha pločevinke. Izmerijo napetost ter priključijo motorček z ventilatorjem in preizkusijo njegovo delovanje. Opazujejo, koliko časa bo ventilator deloval. Napetost člena je 0,54 V. ventilator brez teţav deluje celo šolsko uro, le malo je potrebno premešati elektrolit in se zopet zavrti. Slika 19: Pripomočki in vrtenje elektromotorčka. Odgovori na vprašanja: Na spletu poišči podatek, koliko soli vsebuje morska voda. Je morje povsod enako slano? Morska voda vsebuje 4 % različnih soli, največ je natrijevega klorida NaCl. Koncentracija soli je najniţja v bliţini tečajev in najvišja okoli ekvatorja. Sredozemsko morje ima koncentracijo soli okoli 3,8 %, mrtvo morje pa kar 30 % [50]. Kakšno nalogo opravlja v eksperimentu sol? Raztopina soli v vodi je elektrolit. Zakaj si pri eksperimentu uporabil gumijasto elastiko? Gumijasta elastika preprečuje direkten stik med elektrodama. Kaj bi moral storiti, da bi po končanem eksperimentu ventilator zopet deloval? Zamenjati elektrolit, očistiti elektrode

81 3.3.3 E-UČNA ENOTA Učno enoto smo postavili na portalu NAUK Napredne učne kocke, ki je prosto dostopen na naslovu Za izdelavo učne enote je potrebno nekaj predznanja HTML jezika, sintaksa za urejanje pa je relativno enostavna in podobna sintaksi, ki jo uporabljajo okolja wiki. Sama oblika učnih enot na portalu NAUK je enostavna in prijazna do uporabnika. Lahko pripravimo različne učne enote teoretične, naloge, preverjanje znanja ali kombinacijo naštetega. Učitelj lahko povsem enostavno prilagodi vsebino učne enote s kopiranjem skripte iz ţe pripravljenih učnih enot [15]. Portal NAUK je prilagojen tudi za format mobilnih telefonov in tablic, kar širi moţnost uporabe učnih enot. Učna enota: Naloge za utrjevanje: Galvanski člen: Voltov stolp: Eko baterija: Energija slane vode: V diplomskem delu bomo predstavili zaslonske slike učne enote in nalog za utrjevanje

82 - 74 -

83 - 75 -

84 - 76 -

85 - 77 -

86 - 78 -

87 - 79 -

88 - 80 -

89 - 81 -

90 - 82 -

91 - 83 -

92 - 84 -

93 4 SKLEP V diplomskem delu smo dosegli vse prvotno zastavljene cilje. Teoretični del smo predstavili kot obseţen pripomoček za učitelje. Po analizi učnega načrta in učbeniških kompletov, smo pripravili predlog za umestitev teme o baterijah v učni načrt in izdelali učno enoto z enostavnimi eksperimenti za učence ter vizualizacijo litij-ionske baterije. Z analizo učnih načrtov in učbeniških kompletov smo lahko odgovorili tudi na zastavljena raziskovalna vprašanja oz. hipoteze. Ali se učenci v osnovni šoli dovolj dobro poučijo o baterijah, njihovi sestavi, načinu delovanja, varnem rokovanju, vzdrževanju, nevarnostih ob napačni uporabi ter pravilnem odlaganju odsluženih baterij? Učni načrt za naravoslovje, tehniko in tehnologijo, fiziko in kemijo teh tem ne opisuje podrobno. Veliko je odvisno od učiteljev, njihove interpretacije učnega načrta ter prepoznavanja pomena omenjenih tem v vsakdanjem ţivljenju. Nekaj lahko pripomorejo tudi učbeniški kompleti, kjer si lahko učenci preberejo vsebine, ki jih pri pouku niso obravnavali. Vendar pa so baterije, glede na aktualnost teme, premalo obravnavana tema. Ali se učenci v osnovni šoli naučijo izdelati enostavno baterijo iz pripomočkov, ki jih najdejo v vsakdanjem življenju? V 21 učbeniških kompletih, ki smo jih analizirali, izdelavo baterije predlagata le dva, Pogledi v kemijo 8 in Moja prva fizika 2. Ti eksperimenti so zelo zanimivi, zato bi jih bilo dobro izvajati. Ali znajo učenci pri pouku kemije uporabiti baterije pri eksperimentih? Učenci baterije kot pripomoček pri eksperimentih uporabijo ţe v 4. razredu pri predmetu naravoslovje in tehnika. Takrat sestavijo enostaven električni krog z ţarnico in ploščato baterijo. Ta eksperiment se ponavlja tudi pri naravoslovju, tehniki in tehnologiji ter fiziki. Veliko eksperimentov z baterijo kot pripomočkom izvajajo pri tehniki in tehnologiji ter fiziki. Učenci se tekom osnovne šole pri naravoslovnih in tehničnih predmetih naučijo uporabljati baterije v eksperimentalne namene

94 5 LITERATURA [1] Armand, M. in Tarascon, J.-M. (2008). Building better batteries. Nature 451(7), [2] Atkins, P. W., Frazer, M. J., Clugston, M. J. in Jones, R.A.Y. (1995). Kemija: zakonitosti in uporaba. Ljubljana: TZS. [3] Buchmann, I. (2001). Batteries in a Portable World: A Handbook on Rechargeable Batteries for Non-Engineers (Second edition). Cadex Electronics. Pridobljeno s spletne strani [4] Cheng, F., Liang, J., Tao, Z. in Chen, J. (2011). Functional Materials for Rechargeable Batteries. Advanced Materials, 23, [5] Degenek, M. (2010). Zbiranje in ravnanje z odpadnimi baterijami. Diplomsko delo, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo. Pridobljeno s spletne strani [6] Dominko, R. (2016). Smiselno je raziskovanje materialov, ki pri pridobivanju ne zahtevajo veliko energije. GEA 26(2), [7] Dominko, R., in Škrlec, J. (2009). Nanomateriali v litijevih ionskih akumulatorjih. IRT 3000, 4(19), [8] Dunn, B., Kamath, H. in Tarascon, J.-M. (2011). Electrical Energy Storage for the Grid: A Battery of Choices. Science, 334, [9] Genorio, B., Strmčnik, D., Subbaraman, R., Tripkovič, D., Karapetrov, G., Stamenkovič, V.R., Pejovnik, S. in Marković, N. M. (2010). Selective catalysts for the hydrogen oxidation and oxygen reduction reactions by pattering of platinum with calix[4]arene molecules. Nature materials, 9, [10] Huš, M. (2014). Litij, ki poganja mobilni svet. Monitor, 24(9), Pridobljeno s spletne strani [11] Jamnik, A. (2013). Fizikalna kemija (drugi zvezek). Ljubljana: Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo. [12] Kopač, D. (2009). Baterije. Seminarska naloga, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko, Oddelek za fiziko. Pridobljeno s spletne strani [13] Lazarini, F. in Brenčič, J. (1984). Splošna in anorganska kemija. Ljubljana: DZS. [14] Linden, D. in Reddy, T. B. (2002). Handbook of Batteries (Third edition). New York: McGraw-Hill. [15] Mustar, T. (2011). Priprava učnih gradiv na portalu NAUK. Diplomsko delo, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko. [16] Osredkar, R. (2004). Baterije, počitniška elektrika. ŢIT, 55(7), [17] Peljhan, S. (2016). Baterije in akumulatorji. GEA, 26(2), [18] Rant, E. (2006a). Baterije (1. del). TIM 45(1), 39. [19] Rant, E. (2006b). Baterije (2. del). TIM 45(2), [20] Smrdu, A. (2007). Kemija. Snov in spremembe 2: učbenik za kemijo v 2. letniku gimnazije. Ljubljana: Jutro. [21] Strnad, J. (2005/2006a). Galvanski členi in baterije. Presek, 33(4), 14 15,

95 [22] Strnad, J. (2005/2006b). Akumulatorji. Presek, 33(5), [23] Strnad, J. (2015). Baterija in energija iz obnovljivih virov. Proteus 77(6), [24] Schröter, W., Lautenschläger, K. -H., Bibrack, H., Schnabel, A. (1993). Kemija splošni priročnik. Ljubljana: TZS. [25] Šebenik, M. (1994). Elektrokemija v osnovnošolskih in srednješolskih programih kemije in fizike. Diplomsko delo, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta. [26] Tarascon, J.-M. in Armand, M. (2001). Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries. Nature 414, [27] Voršič, J. in Orgulan, A. (1996). Pretvarjanje v električno energijo. Maribor: Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko. Pridobljeno s spletne strani [28] Winter, M. in Brodd, R. J. (2004). What Are Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors? Chemical Reviews, 104(10), [29] Xu, K. (2004). Nonaqueous Liquid Electrolytes for Lithium-Based Rechargeable Batteries. Chemical Reviews, 104(10), [30] Yang, Z., Zhang, J., Kintner-Meyer, M.C.W., Xiaochuan, L., Choi, D., Lemmon, J.P. in Liu, J. (2011). Electrochemical Energy Storage for Green Grid. Chemical Reviews, 111, VIRI NA SPLETU [31] Ali bi lahko morsko vodo uporabljali kot vir energije? Pridobljeno s spletne strani _energije_mocilar.pdf. [32] DeWitt, T. (2015). Galvanic Cells (Voltaic Cells). Pridobljeno s spletne strani [33] Ebatt.si. Pridobljeno s spletne strani [34] Elektro črpalke: Slovenski iskalnik polnilnih mest za električna vozila. Pridobljeno s spletne strani [35] Energy saltwater. Pridobljeno s spletne strani [36] Evropska centralna banka. Pridobljeno s spletne strani [37] History of the battery. Pridobljeno s spletne strani [38] How to Make Batteries From Spare Change. Pridobljeno s spletne strani Batteries/?ALLSTEPS. [39] Interseroh. Pridobljeno s spletne strani [40] Katalog učbenikov za osnovno šolo. Pridobljeno s spletne strani

96 [41] Kemija laboratorijske vaje, navodila za kandidate za splošno maturo leta Pridobljeno s spletne strani 07_2008_in_2009_01?r=1. [42] Lani v Evropi prodanih skoraj sto tisoč električnih avtov, trg vodi Renault. Pridobljeno s spletne strani [43] Lemon battery. Pridobljeno s spletne strani [44] List of battery sizes. Pridobljeno s spletne strani [45] Making a Lemon Battery and How Does it Work? Pridobljeno s spletne strani [46] Matematika napajanja hiše iz baterij. Pridobljeno s spletne strani [47] Nordijsko zlato. Pridobljeno s spletne strani [48] Pravilno polnjenje baterije prenosnika ali telefona. Pridobljeno s spletne strani [49] Prenovljeni učni načrti. Pridobljeno s spletne strani no_solstvo/osnovno_solstvo/ucni_nacrti/. [50] Sestava morske vode. Pridobljeno s spletne strani [51] Smart City Maribor. Pridobljeno s spletne strani [52] SolarEdge Single Phase StorEdge TM Solutions for North America. Pridobljeno s spletne strani na.pdf. [53] Technology Roadmap: Smart Grids (2011). Pridobljeno s spletne strani [54] Tesla Energy. Pridobljeno s spletne strani [55] These 9 battery companies will help you save tons of money on your energy bill. Pridobljeno s spletne strani [56] Uredba o izvozu in uvozu nevarnih kemikalij (2008). Uradni list EU, št. 689/2008. Pridobljeno s spletne strani [57] Uredba o preverjanju pristnosti evrokovancev in ravnanju z evrokovanci, neprimernimi za obtok (2010). Uradni list EU, št. 1210/2010. Pridobljeno s spletne strani

97 [58] Uredba o ravnanju z baterijami in akumulatorji ter odpadnimi baterijami in akumulatorji. Uradni list RS, št. 3/10. Pridobljeno s spletne strani [59] Vse o akumulatorjih in baterijah. Pridobljeno s spletne strani [60] Zeos. Pridobljeno s spletne strani SPLETNI VIRI SLIK, vsi citirani Slika 1: Slika 2: Slika 3: Slika 4: Daniell_cell_batteries_1836.JPG Shema 2: prirejeno po Graf 1: Slika 5: Slika 6: Slika 7: Slika 8: Graf 7: Slika 9: Slika 10: Slika 11: Slika 12: Shema 16: Shema 19: Priloga 2: prirejeno po

98 6 PRILOGE Priloga 1: Katalog potrjenih učbenikov za šolsko leto 2015/2016 [40]

99 - 91 -

100 - 92 -

101 Priloga 2: Učni listi za eksperimente. VOLTOV STOLP UVOD: Leta 1800 je Alessandro Volta ( ), italijanski plemič in fizik, sestavil prvi preprosti galvanski člen iz cinkovih in bakrenih ploščic. Mednje je poloţil klobučevino, pomočeno v slanico. Če poveţemo več členov skupaj, dobimo Voltov stolp, prvo baterijo. Podoben eksperiment lahko narediš s kovanci za 1, 2, 5, 10, 20 in 50 centov, pocinkanimi podloţkami in kartonom. Kovanec in podloţka sta v našem primeru elektrodi, v kisu namočen karton pa elektrolit. NALOGA: Iz kovancev, pocinkanih podloţk in v kis namočenega kartona, izdelaj galvanski člen in mu izmeri napetost. Sestavljaj galvanske člene v baterijo in izmeri napetost ob vsakem novo dodanem členu. Pripravi Voltov stolp iz petih členov. Delovanje Voltovega stolpa preizkusi z LED ţarnico in zvočnim modulom glasbene čestitke. VARNOST: Pri delu nosi zaščitno haljo, rokavice in očala. Po končanem delu si umij roke. OBLIKA IZVEDBE EKSPERIMENTA: delo v dvojicah/skupinah. POTREBŠČINE: - 5 kovancev za 5 centov, - 5 kovancev za 10 centov, - 10 pocinkanih podloţk v velikosti kovancev, - karton ali lepenka, - škarje, - beli kis, - kuhinjska sol, - 2 čaši (50 ml), - izolirni trak, - papirnata brisača, - 2 rdeči ali zeleni LED ţarnici, zvočni modul, - 2 vodnika s krokodilsko sponko - košček aluminijeve folije, - voltmeter, - 4 elastike, - pladenj za potrebščine. POTEK DELA: V skupini boš izvedel dva eksperimenta merjenja napetosti. Enega s kovanci za 5 centov in enega s kovanci za 10 centov. Baterijo z LED ţarnico pripravi sam. Očisti kovance v kisu, ki si mu dodal malo soli, in jih dobro osuši s papirnato brisačo. Iz kartona izreţi 10 krogov v velikosti kovanca in jih za nekaj minut pomoči v kis, nato jih poloţi na papirnato brisačo, da popivnaš odvečno tekočino

102 Na delovno površino poloţi zloţen košček aluminijeve folije, ki ti bo sluţil kot prevodnik. Na folijo poloţi najprej pocinkano podloţko, nato s kisom omočen karton, nazadnje še kovanec. Prvi galvanski člen imaš ţe sestavljen. S pomočjo voltmetra mu izmeri napetost in rezultat vpiši v tabelo. Ne pozabi: rdeč priključek voltmetra pristaviš na kovanec, črnega pa na aluminijevo folijo oz. pocinkano podloţko. Prvemu galvanskemu členu po istem zaporedju dodajaj člene in vsakič izmeri napetost. Rezultate vpiši v tabelo in predstavi z grafom. Ob vsakem na novo dodanem členu preizkusi, če LED ţarnica in zvočni modul ţe delujeta. Pri LED ţarnici bodi pozoren, da daljši konec ţičke postaviš na pozitivno stran, torej na kovanec, krajšo ţičko pa na negativno stran, torej na aluminijevo folijo oz. pocinkano podloţko, saj v nasprotnem primeru ne bo svetila. Med eksperimentom si ugotovil, koliko členov potrebuješ, da zasveti LED ţarnica. Pripravi si baterijo iz treh ali štirih členov z LED ţarnico in jo oblepi z izolirnim trakom. Izolirni trak bo obdrţal obliko baterije in preprečil izhlapevanje kisa. Za boljši stik med elektrodami in LED ţarnico, lahko baterijo poveţeš z elastiko. Baterijo z LED ţarnico opazuj, koliko časa bo svetila in svoja opaţanja zapiši. Pospravi delovno površino. REZULTATI: Izmeri in vpiši v tabelo napetost zaporedno vezanih galvanskih členov. Rezultat predstavi z grafom. število členov kovanci za 5 centov napetost (V) kovanci za 10 centov število členov napetost (V)

103 Koliko členov si moral sestaviti, - da je zasijala LED ţarnica? - da si zaslišal glasbo iz zvočnega modula? - da je LED ţarnica sijala z močno svetlobo? - da je bila glasba iz zvočnega modula razločna? Opazuj, koliko časa bo delovala LED ţarnica s pripravljeno baterijo in zapiši svoje ugotovitve. Katera baterija, iz kovancev za 5 ali 10 centov, je delovala dlje? Po končanem opazovanju si oglej kovance in podloţke ter jih primerjaj z neuporabljenimi. Se je površina kaj spremenila? Zapiši svoje ugotovitve. VPRAŠANJA: Na spletu poišči stran z informacijami o evrskih kovancih. Zapiši, iz katerih snovi so sestavljeni kovanci za 5 in 10 centov. Katera kovina v eksperimentu je pozitivna elektroda (katoda) in katera negativna (anoda)? Razmisli, kaj bi moral storiti, da bi po končanem opazovanju LED ţarnica znova zasvetila. Bi lahko ta postopek ponavljal v neskončnost? Zakaj?

104 UVOD: EKO BATERIJA Baterije najdemo v vseh prenosnih napravah, ki za svoje delovanje potrebujejo elektriko. Zaradi nevarnih snovi, ki jih vsebujejo, ne sodijo v zabojnike za mešane komunalne odpadke, temveč med nevarne odpadke. Izpraznjene lahko oddamo pri prodajalcih baterij v posebne zabojnike, ali pa jih odnesemo v zbirni center. Nepravilno odloţene baterije lahko onesnaţijo podtalnico in zemljo s teţkimi kovinami, povzročijo poţar ali eksplozijo. Če imamo moţnost, v napravah uporabljajmo baterije, ki jih lahko znova napolnimo. Baterijo lahko na razmeroma preprost način pripravimo tudi doma iz sadja ali zelenjave. V našem poskusu bomo uporabili limono. V limoni ni shranjena elektrika, kot bi lahko zmotno sklepali. V njenem soku je citronska kislina, ki deluje kot elektrolit in omogoča, da elektrodi delujeta kot galvanski člen. Ko poveţemo elektrodi v zunanji tokokrog, elektroni iz negativne elektrode (cink) potujejo na pozitivno (baker), kar lahko izkoristimo za opravljanje električnega dela. Ena limona ustvari prešibak električni tok, da bi lahko priţgali LED ţarnico, zato jih poveţemo več skupaj, da ustvarimo močnejšo baterijo. NALOGA: Iz limone, pocinkanega in bakrenega ţeblja sestavi galvanski člen in mu izmeri napetost. Sestavljaj galvanske člene v eko baterijo in izmeri napetost ob vsakem novo dodanem členu. Delovanje eko baterije preizkusi z LED ţarnico in zvočnim modulom glasbene čestitke. Razmisli o pomenu zbiranja in recikliranja odsluţenih baterij. VARNOST: Pri delu nosi zaščitno haljo, rokavice in očala. Po končanem delu si umij roke. V kemijskem laboratoriju oz. učilnici je prepovedano uţivanje hrane in pijače. OBLIKA IZVEDBE EKSPERIMENTA: delo v dvojicah/skupinah. POTREBŠČINE: - 5 limon (krompirjev, jabolk, paradiţnikov, ali sadje oz. zelenjava po lastni izbiri), - 6 vodnikov s krokodilskimi sponkami, - 5 pocinkanih ţebljev, vijakov ali cinkovih ploščic, - 5 bakrenih ţebljev ali bakrenih ploščic, - LED ţarnica, zvočni modul, - voltmeter, - papirnate brisače, - pladenj za potrebščine. POTEK DELA: Skrbno očisti elektrode, da odstraniš morebitno umazanijo oz. oksidirano plast. Če imaš pocinkane ţeblje, bodi previden, da ne odstraniš tanke plasti cinka. Povaljaj limono med dlanjo in podlago, da poškoduješ membrane v limoni in sprostiš sok

105 V limono na razdalji dveh do treh centimetrov pribliţno enako globoko zapiči po eno cinkovo in eno bakrovo elektrodo. Biti morata dovolj skupaj, vendar se v limoni ne smeta dotikati. Poveţi elektrodi z voltmetrom in odčitaj napetost. Rezultat vpiši v tabelo. Na enak način kot prvo limono pripravi še ostale ter jih zaporedno poveţi med sabo. To pomeni, da cinkovo elektrodo s prve limone poveţeš z bakrovo na drugi limoni. Poveţi baterijo z voltmetrom in ob vsakem dodanem členu izmeri napetost. Rezultate vpiši v tabelo in predstavi z grafom. S preizkušanjem ugotovi, koliko limon je potrebno, da zasveti LED ţarnica in zaigra zvočni modul. Pri LED ţarnici bodi pozoren, da daljšo ţičko poveţeš z bakrovo elektrodo, krajšo pa s cinkovo. Na enak način kot z limono, lahko pripraviš baterijo z različnim sadjem oz. zelenjavo. Tudi elektrode lahko izbereš druge, npr. ţelezo, medenina, nerjaveča pločevina, aluminij. Pospravi delovno površino. REZULTATI: Izmeri in vpiši v tabelo napetost zaporedno vezanih galvanskih členov. Rezultat predstavi z grafom. število členov 1 2 napetost (V) Koliko členov si moral sestaviti, - da je zasijala LED ţarnica? - da si zaslišal glasbo iz zvočnega modula? - da je LED ţarnica sijala z močno svetlobo? - da je bila glasba iz zvočnega modula razločna? VPRAŠANJA: Kakšno vlogo ima v bateriji limona? Bi lahko s takšno baterijo napolnil mobilni telefon? Razloţi. V trgovini poišči zbiralnik za odpadne baterije in si ga oglej. Poskrbi, da boste v vaši druţini vedno pravilno odlagali iztrošene baterije

106 UVOD: ENERGIJA SLANE VODE Voda prekriva ¾ površine Zemlje, od tega je morske vode 97 %. Morska voda je vir številnih elementov. Za nas najpomembnejši so natrij, klor, jod, brom. Natrijev klorid je glavna sestavina kuhinjske soli, jod pa je v našem telesu potreben za normalno delovanje ţleze ščitnice. Slana voda prevaja električni tok zaradi soli, ki so v njej raztopljene. Natrijev klorid v vodi razpade na posamične ione natrija in klora. Ion natrija ima pozitiven naboj, ker je oddal en elektron, ion klora pa ima negativen naboj, ker je en elektron sprejel. Kloridni ion zaradi viška elektronov daje slani vodi prevodne lastnosti. S pomočjo slane vode lahko proizvedemo tudi električno energijo. NALOGA: Iz bakrene plošče, pločevinke in slane vode pripravi galvanski člen. Njegovo delovanje preizkusi z voltmetrom in nizkonapetostnim motorčkom z ventilatorjem. VARNOST: Pri delu nosi zaščitno haljo, rokavice in očala. Po končanem delu si umij roke. OBLIKA IZVEDBE EKSPERIMENTA: delo v dvojicah/skupinah. POTREBŠČINE: - bakrena plošča debeline 0,4 mm - polna aluminijasta pločevinka, - brusni papir, - 3 gumijaste elastike, - 2 čaši (1 L), - morska sol, - voda, - ţlica, - vodniki s krokodilskimi sponkami, - nizkonapetostni motorček z ventilatorjem (optimalno od pogona CD roma) - voltmeter, - pladenj za potrebščine. POTEK DELA: Z brusnim papirjem očisti bakreno ploščo in aluminijasto pločevinko, da na njej ne bo več vidnega napisa. Bakreno ploščo zvij v valj, ki je nekoliko širši od pločevinke. Na pločevinko pri vrhu, pri dnu in v sredini namesti gumijaste elastike. V čašo vlij vodo in v njej raztopi 2 do 3 jedilne ţlice soli. Pločevinko spusti v bakren valj, ju postavi v čašo in nalij toliko vode, da bo segala pribliţno en centimeter do vrha pločevinke. Pločevinka v vodi ne sme plavati

Spominski efekt baterije. Polnilec Ni-Cd (Ni-Mh) GSM baterij

Spominski efekt baterije. Polnilec Ni-Cd (Ni-Mh) GSM baterij Clanek je bil objavljen tudi v 100. stevilki revije Svet elektronike. Polnilec Ni-Cd (Ni-Mh) GSM baterij Vezje lahko polni baterije s tremi različnimi nazivnimi vrednostmi napetosti, in sicer 2.4 V, 3.6

More information

Državni izpitni center. Osnovna raven ANGLEŠČINA. Izpitna pola 3

Državni izpitni center. Osnovna raven ANGLEŠČINA. Izpitna pola 3 Š i f r a k a n d i d a t a : Državni izpitni center *M15224113* Osnovna raven ANGLEŠČINA Izpitna pola 3 JESENSKI IZPITNI ROK Pisno sporočanje A) Pisni sestavek (v eni od stalnih sporočanjskih oblik) (120

More information

UNIVERZA NA PRIMORSKEM FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE

UNIVERZA NA PRIMORSKEM FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE UNIVERZA NA PRIMORSKEM FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE Zaklju na naloga Brezºi no polnjenje (Wireless Charging) Ime in priimek: Timotej Kos tudijski program: Ra unalni²tvo

More information

Brezžično polnjenje baterije

Brezžično polnjenje baterije Univerza v Ljubljani Pedagoška fakulteta Brezžično polnjenje baterije Petra Gulja Seminarska naloga pri predmetu Didaktika tehnike s seminarjem I Mentor: dr. Janez Jamšek, doc. Ljubljana, 2009 Povzetek

More information

Hose manipulation with jet forces

Hose manipulation with jet forces Hose manipulation with jet forces Davor EBERL, Franc MAJDIČ Abstract: The innovation was drafted in search of a technically more advanced and safer strategy of firefighting. The resulting solution has

More information

36. mednarodni. plavalni miting Ilirija. 7. maj

36. mednarodni. plavalni miting Ilirija. 7. maj 36. mednarodni plavalni miting Ilirija 2 16 7. maj Kopališče Kolezija Swimming pool Kolezija DATUM / DATE: sobota: 07. maj 2016 / saturday: 07 th of may 2016 KRAJ / PLACE: kopališče Kolezija, Gunduličeva

More information

Metode natan nega dolo anja stanja polnosti baterij

Metode natan nega dolo anja stanja polnosti baterij Metode natan nega dolo anja stanja polnosti baterij Simon Vu ko, Vojko Matko (mentor) Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, ra unalništvo in informatiko, Smetanova ulica 17, Maribor simon_vucko@yahoo.com,

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA MAKSIMILIJAN MEZEK SONČNE CELICE KOT OBNOVLJIV VIR ZA PRIDOBIVANJE ELEKTRIČNE ENERGIJE DIPLOMSKO DELO

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA MAKSIMILIJAN MEZEK SONČNE CELICE KOT OBNOVLJIV VIR ZA PRIDOBIVANJE ELEKTRIČNE ENERGIJE DIPLOMSKO DELO UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA MAKSIMILIJAN MEZEK SONČNE CELICE KOT OBNOVLJIV VIR ZA PRIDOBIVANJE ELEKTRIČNE ENERGIJE DIPLOMSKO DELO LJUBLJANA, 2017 UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA

More information

RAZLIKA MED DVO IN TRO STEZNIMI KATALIZATORJI

RAZLIKA MED DVO IN TRO STEZNIMI KATALIZATORJI PROJEKTNA NALOGA Informatika Šolsko leto 2012 /2013 RAZLIKA MED DVO IN TRO STEZNIMI KATALIZATORJI Izdelal:Emin M Celje, April, 2013 Kazalo Kazalo...2 2. Katalizator...3 3. DELOVANJE...4 6. NEŽELENE REAKCIJE...8

More information

PRILOGA K AKREDITACIJSKI LISTINI Annex to the accreditation certificate K-003

PRILOGA K AKREDITACIJSKI LISTINI Annex to the accreditation certificate K-003 Reg. št. / Ref. : 3150-0028/10-0014 Datum izdaje / Issued on: 31. julij 2017 Zamenjuje izdajo z dne / Replaces Annex dated: 16. avgust 2016 spletni strani SA, the SA website, PRILOGA K AKREDITACIJSKI LISTINI

More information

POLIELEKTROLITNI KOMPLEKSI KOT OSNOVA ZA RAZVOJ NOVIH NANODELCEV IN NANOOBLOG

POLIELEKTROLITNI KOMPLEKSI KOT OSNOVA ZA RAZVOJ NOVIH NANODELCEV IN NANOOBLOG POLIELEKTROLITNI KOMPLEKSI KOT OSNOVA ZA RAZVOJ NOVIH NANODELCEV IN NANOOBLOG POLYELECTROLYTE COMPLEXES AS A PLATFORM FOR DEVELOPMENT OF NOVEL NANOPARTICLES AND NANOCOATINGS AVTOR / AUTHOR: Asist. janja

More information

THE DISTANCE COVERED BY WINNING AND LOSING PLAYERS IN ELITE SQUASH MATCHES. Goran Vučković* 1 Nic James 2

THE DISTANCE COVERED BY WINNING AND LOSING PLAYERS IN ELITE SQUASH MATCHES. Goran Vučković* 1 Nic James 2 44 Faculty of Sport, University of Ljubljana, ISSN 1318-2269 Kinesiologia Slovenica, 16, 1-2, 44 50 (2010) Goran Vučković* 1 Nic James 2 THE DISTANCE COVERED BY WINNING AND LOSING PLAYERS IN ELITE SQUASH

More information

Raziskovalna naloga:

Raziskovalna naloga: MESTNA OBČINA CELJE KOMISIJA MLADI ZA CELJE Raziskovalna naloga: Avtorji: Almedin Imamović, 8.a Mentorica: Simona Mesojedec, prof. RP Rok Pilih, 8.a Uroš Polimac, 8.a Celje, marec 2015 OSNOVNA ŠOLA HUDINJA

More information

57 IS BASIC CAPABILITY IMPORTANT ENOUGH TO DISTINGUISH BETWEEN GROUPS OF DIFFERENT COMPETITIVE PERFORMANCE LEVELS IN WILD-WATER SLALOM?

57 IS BASIC CAPABILITY IMPORTANT ENOUGH TO DISTINGUISH BETWEEN GROUPS OF DIFFERENT COMPETITIVE PERFORMANCE LEVELS IN WILD-WATER SLALOM? 57 IS BASIC CAPABILITY IMPORTANT ENOUGH TO DISTINGUISH BETWEEN GROUPS OF DIFFERENT COMPETITIVE PERFORMANCE LEVELS IN WILD-WATER SLALOM? Anton U{aj ALI JE OSNOVNA ZMOGLJIVOST KAJAKA[EV V SLALOMU NA DIVJIH

More information

Projekt MIZŠ: Inovativne fermentacije za razvoj novih funkcionalnih živil

Projekt MIZŠ: Inovativne fermentacije za razvoj novih funkcionalnih živil Funded by the European Union s Seventh Framework Programme Projekt MIZŠ: Inovativne fermentacije za razvoj novih funkcionalnih živil Martina AVBELJ, Monika ŠPORIN, Boris KOVAČ, Sonja SMOLE MOŽINA, Peter

More information

TRAINING ANALYSE OF METER RUNNER

TRAINING ANALYSE OF METER RUNNER UNIVERSITY OF LJUBLJANA FACULTY OF SPORTS Kinesiology TRAINING ANALYSE OF 10.000 METER RUNNER DIPLOMA THESIS MENTOR: doc. dr. Aleš Dolenec REVIEWER: prof. dr. Ušaj Anton Author: ALJAŽ BABNIK Ljubljana,

More information

Inovativno učenje in poučevanje pri pouku geografije. Creative Learning and Teaching at the Geography Lessons

Inovativno učenje in poučevanje pri pouku geografije. Creative Learning and Teaching at the Geography Lessons INFORMACIJSKA DRUŽBA IS 2009 16. oktober 2009 VZGOJA IN IZOBRAŽEVANJE V INFORMACIJSKI DRUŽBI Inovativno učenje in poučevanje pri pouku geografije Creative Learning and Teaching at the Geography Lessons

More information

Barvne pretvorbe v CIECAM02 in CIELAB Colour Transforms in CIECAM02 and CIELAB

Barvne pretvorbe v CIECAM02 in CIELAB Colour Transforms in CIECAM02 and CIELAB 222 Nika Bratuž, Andrej Javoršek in Dejana Javoršek Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za tekstilstvo, Snežniška 5, 1000 Ljubljana Barvne pretvorbe v CIECAM02 in CIELAB Colour

More information

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA. Ponedeljek, 9. maj 2011 / 60 minut. NACIONALNO PREVERJANJE ZNANJA ob koncu 2.

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA. Ponedeljek, 9. maj 2011 / 60 minut. NACIONALNO PREVERJANJE ZNANJA ob koncu 2. Š i f r a u č e n c a: Državni izpitni center *N11124121* REDNI ROK 2. obdobje ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA Ponedeljek, 9. maj 2011 / 0 minut Dovoljeno gradivo in pripomočki: Učenec prinese modro/črno nalivno

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Poučevanje Poučevanje na razredni stopnji. Anja Lahne

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Poučevanje Poučevanje na razredni stopnji. Anja Lahne UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Poučevanje Poučevanje na razredni stopnji Anja Lahne POUK NA PROSTEM PRI PREDMETU DRUŽBA V 4. RAZREDU OSNOVNE ŠOLE Magistrsko delo Ljubljana, 2015 UNIVERZA V LJUBLJANI

More information

SITUATION AND DISTRIBUTION OF THE LYNX (LYNX LYNX L.) IN SLOVENIA FROM * ZGS, OE Kocevje, Rozna ul. 39, 1330, Slovenia

SITUATION AND DISTRIBUTION OF THE LYNX (LYNX LYNX L.) IN SLOVENIA FROM * ZGS, OE Kocevje, Rozna ul. 39, 1330, Slovenia Hystrix If. J. Mamrn. (n.s.) 12 (2) (2001): 43-51 SITUATION AND DISTRIBUTION OF THE LYNX (LYNX LYNX L.) IN SLOVENIA FROM 1995-1999 CVETKO STANISA", IZTOK KOREN" AND MIHA ADAMIC"' * ZGS, OE Kocevje, Rozna

More information

USPEŠNO ZAKLJUČEN EVROPSKI RAZISKOVALNI PROJEKT INTREPID

USPEŠNO ZAKLJUČEN EVROPSKI RAZISKOVALNI PROJEKT INTREPID UVODNIK USPEŠNO ZAKLJUČEN EVROPSKI RAZISKOVALNI PROJEKT INTREPID Projekt je sofinanciran s strani Evropske Komisije v okviru 7. Okvirnega Programa (Grant Agreement No. 317983) 1 UVOD Decembra se je uspešno

More information

SYSTEM DYNAMIC MODEL OF MEASURES FOR REDUCING THE NUMBER OF ROAD ACCIDENTS DUE TO WRONG-WAY MOVEMENT ON MOTORWAYS

SYSTEM DYNAMIC MODEL OF MEASURES FOR REDUCING THE NUMBER OF ROAD ACCIDENTS DUE TO WRONG-WAY MOVEMENT ON MOTORWAYS 85-91 D. Topolšek, M. Lipiènik: System Dynamic Model of Measures for Reducing the Number of Road Accidents Due to Wrong-Way... DARJA TOPOLŠEK, M.Sc. E-mail: darja.topolsek@uni-mb.si MARTIN LIPIÈNIK, Ph.D.

More information

Primerjava merjenja bobni~ne, pazdu{ne in rektalne temperature pri novorojencih

Primerjava merjenja bobni~ne, pazdu{ne in rektalne temperature pri novorojencih MED RAZGL 24; 43: 115 122 RAZISKOVALNI ^LANEK Simona Per~i~ 1, Lado Kova~i~ 2 Primerjava merjenja bobni~ne, pazdu{ne in rektalne temperature pri novorojencih Comparison of Tympanic, Axillar and Rectal

More information

Register your product and get support at www.philips.com/welcome SCD610 SCD609 Vsebina 1 Uvod 4 2 Pomembna varnostna navodila 5 Elektromagnetna polja (EMF) 6 Recikliranje 6 3 Pregled 7 Starševska enota

More information

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA Š i f r a u č e n c a : Državni izpitni center *N18124121* 6. razred ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA Sreda, 9. maj 2018 / 60 minut Dovoljeno gradivo in pripomočki: Učenec prinese modro/črno nalivno pero ali

More information

Pomen IKT in e-gradiv pri pouku v sodobni šoli

Pomen IKT in e-gradiv pri pouku v sodobni šoli Pomen IKT in e-gradiv pri pouku v sodobni šoli Bojan Rebernak Osnovna šola Frana Kranjca, Celje bojan.rebernak@guest.arnes.si Ko se soočamo s prihajajočo interaktivno dobo, šola postaja najmočnejše orodje,

More information

BREZ PAMETNEGA TELEFONA BI

BREZ PAMETNEGA TELEFONA BI Mestna občina Celje Mladi za Celje BREZ PAMETNEGA TELEFONA BI RAZISKOVALNA NALOGA Avtorice: Mentorica: Jasmina Oblak, prof. Nika Romšak 8. b Amadeja Kopinšek 8. b Nina Gračner 8. b Rimske Toplice, marec

More information

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA. Torek, 11. maj 2010 / 60 minut. NACIONALNO PREVERJANJE ZNANJA ob koncu 2. obdobja NAVODILA UČENCU

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA. Torek, 11. maj 2010 / 60 minut. NACIONALNO PREVERJANJE ZNANJA ob koncu 2. obdobja NAVODILA UČENCU Š i f r a u č e n c a: Državni izpitni center *N10124121* REDNI ROK 2. obdobje ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA Torek, 11. maj 2010 / 60 minut Dovoljeno gradivo in pripomočki: Učenec prinese modro/črno nalivno

More information

UNI-AIR YPV3218 YPV5218 YPP5218 PPD Ventili / Valves PNEVMATSKO KRMILJENI VENTILI / PNEUMATIC ACTUATED VALVES 3/2 5/2

UNI-AIR YPV3218 YPV5218 YPP5218 PPD Ventili / Valves PNEVMATSKO KRMILJENI VENTILI / PNEUMATIC ACTUATED VALVES 3/2 5/2 Ventili / Valves UNI-AIR YPV3218 3/2 z ene strani, normalno zaprt 3/2 Pneumatic Valve, One Sided Air Control, N.C. Temperatura / Temperature...max. +60 C Pretok / Flow (5 bar)... 700 l/min 3 1 2 10 YPV5218

More information

Korelacijska tabela. 2) Enotna identifikacijska oznaka predloga akta (EVA) ID predpisa ID izjave Datum izjave ZAKO (2)

Korelacijska tabela. 2) Enotna identifikacijska oznaka predloga akta (EVA) ID predpisa ID izjave Datum izjave ZAKO (2) 1) Naslov predlaganega akta Zakon o spremembah in dopolnitvah Zakona o varstvu okolja Prevod naslova predloga pravnega akta RS v angleščino Act Amending the Environmental Protection Act 2) Enotna identifikacijska

More information

ŠOLSKO TEKMOVANJE IZ ANGLEŠINE ZA UENCE 9. RAZREDOV OSNOVNE ŠOLE. Ime in priimek uenca:

ŠOLSKO TEKMOVANJE IZ ANGLEŠINE ZA UENCE 9. RAZREDOV OSNOVNE ŠOLE. Ime in priimek uenca: ŠOLSKO TEKMOVANJE IZ ANGLEŠINE ZA UENCE 9. RAZREDOV OSNOVNE ŠOLE 21. november 2013 Ime in priimek uenca: NALOGA MOŽNE TOKE A) Reading Comprehension 1. JUNK FOOD 9 2. FIVE MASCOTS SELECTED FOR 8 SOCHI 2014

More information

Pomen IKT in evalvacija e-gradiv v osnovni šoli. The meaning of ICT and evaluation of e-learning materials in Primary school

Pomen IKT in evalvacija e-gradiv v osnovni šoli. The meaning of ICT and evaluation of e-learning materials in Primary school Pomen IKT in evalvacija e-gradiv v osnovni šoli The meaning of ICT and evaluation of e-learning materials in Primary school Bojan Rebernak bojan.rebernak@guest.arnes.si Osnovna šola Frana Kranjca, Hrašovčeva

More information

SEJEM NATOUR ALPE ADRIA VIZIJA RAZVOJA GORSKEGA KOLESARSTVA V OKVIRU KZS Ljubljana, MILENA Černilogar Radež

SEJEM NATOUR ALPE ADRIA VIZIJA RAZVOJA GORSKEGA KOLESARSTVA V OKVIRU KZS Ljubljana, MILENA Černilogar Radež SEJEM NATOUR ALPE ADRIA VIZIJA RAZVOJA GORSKEGA KOLESARSTVA V OKVIRU KZS Ljubljana, 28. 1. 2016 MILENA Černilogar Radež Umestitev KZS v sistem Na nacionalni ravni KZS je soustanoviteljica in članica OKS-ZŠZ

More information

MANAGEMENT NEKURANTNIH ZALOG V GORENJU D.D. PROGRAM HLADILNO ZAMRZOVALNIH APARATOV

MANAGEMENT NEKURANTNIH ZALOG V GORENJU D.D. PROGRAM HLADILNO ZAMRZOVALNIH APARATOV UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ORGANIZACIJSKE VEDE Organizacija in management delovnih procesov MANAGEMENT NEKURANTNIH ZALOG V GORENJU D.D. PROGRAM HLADILNO ZAMRZOVALNIH APARATOV Mentor: izr. prof. dr.

More information

VELUX INTEGRA daljinsko upravljana strešna okna in senčila in VELUX ACTIVE sistem za uravnavanje kakovosti notranjega zraka NOVO!

VELUX INTEGRA daljinsko upravljana strešna okna in senčila in VELUX ACTIVE sistem za uravnavanje kakovosti notranjega zraka NOVO! Inspirasjonsbrosjyre 2018 VELUX solskjerming takvinduer 2018 VELUX INTEGRA daljinsko upravljana strešna okna in senčila in sistem za uravnavanje kakovosti notranjega zraka NOVO! VELUX INTEGRA elektrificirana

More information

Dvopolni merilnik VC

Dvopolni merilnik VC SLO - NAVODILO ZA NAMESTITEV IN UPORABO kat.št.izd.:122236 www.conrad.si Dvopolni merilnik VC-56 122236 1 Vsebina Predstavitev Namen uporabe Varnostna navodila in opozorila Posamezni deli naprave Pojasnitev

More information

Mornarske veščine Doc. dr. Peter Vidmar

Mornarske veščine Doc. dr. Peter Vidmar Univerza v Ljubljani Fakulteta za pomorstvo in promet Pot pomorščakov 4 6320 Portorož Tel.: (05) 6767-295 Mornarske veščine Doc. dr. Peter Vidmar 1 HISTORY OF SHIPS... 5 1.1 O LESU ZA BARKE... 8 2 NOMENCLATURE...

More information

SURFACE TENSION OF SPRAY LIQUIDS (FUNGICIDES, INSECTICIDES) AND MINERAL FERTILIZERS DEPENDING ON THE COMPONENTS AND WATER QUALITY ABSTRACT

SURFACE TENSION OF SPRAY LIQUIDS (FUNGICIDES, INSECTICIDES) AND MINERAL FERTILIZERS DEPENDING ON THE COMPONENTS AND WATER QUALITY ABSTRACT Zbornik predavanj in referatov 8. slovenskega posvetovanja o varstvu rastlin 261 Radenci, 6. 7. marec 27 SURFACE TENSION OF SPRAY LIQUIDS (FUNGICIDES, INSECTICIDES) AND MINERAL FERTILIZERS DEPENDING ON

More information

Ocena genetskih trendov v preizkusu merjascev

Ocena genetskih trendov v preizkusu merjascev oglavje 3 Ocena genetskih trendov v preizkusu merjascev Špela Malovrh 1,2, Kristina Kovačič 1, Milena Kovač 1 Izvleček Genetske trende za pitovne lastnosti merjascev na slovenskih selekcijskih farmah prašičev

More information

TESTER BATERIJE/POLNJENJA/ZAGONSKEGA SISTEMA

TESTER BATERIJE/POLNJENJA/ZAGONSKEGA SISTEMA SI BT111 DHC TESTER BATERIJE BT222 DHC TESTER BATERIJE/POLNJENJA/ZAGONSKEGA SISTEMA - GB.1-V1 - POSTOPEK TESTIRANJA / NAVODILO ZA UPORABO POMEMBNO : 1. Za testiranje 12 vol. baterij s kapaciteto: SAE :

More information

Uporaba e-gradiv pri pouku geografije. Teaching Geography with E-Materials

Uporaba e-gradiv pri pouku geografije. Teaching Geography with E-Materials INFORMACIJSKA DRUŽBA IS 2010 15. oktober 2010 VZGOJA IN IZOBRAŽEVANJE V INFORMACIJSKI DRUŽBI Uporaba e-gradiv pri pouku geografije Teaching Geography with E-Materials Mirjam Martinuč Bernard Gimnazija

More information

Izolacija rdečih pigmentov iz paprike s plini visoke gostote

Izolacija rdečih pigmentov iz paprike s plini visoke gostote Tadej Ojsteršek Izolacija rdečih pigmentov iz paprike s plini visoke gostote Diplomsko delo Maribor, september 2014 Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje Študent: Študijski program:

More information

Zavod sv. Stanislava Škofijska klasična gimnazija 3D MODELIRANJE MODELIRANJE V PROGRAMU AUTODESK FUSION 360

Zavod sv. Stanislava Škofijska klasična gimnazija 3D MODELIRANJE MODELIRANJE V PROGRAMU AUTODESK FUSION 360 Zavod sv. Stanislava Škofijska klasična gimnazija 3D MODELIRANJE MODELIRANJE V PROGRAMU AUTODESK FUSION 360 Maturitetna seminarska naloga iz Informatike Kandidat: Matej Jurca Mentor: Helena Medvešek Ljubljana

More information

RAZUMEVANJE MITOZE V OSNOVNI ŠOLI V SLOVENIJI

RAZUMEVANJE MITOZE V OSNOVNI ŠOLI V SLOVENIJI UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA BIOTEHNIŠKA FAKULTETA FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA RAZUMEVANJE MITOZE V OSNOVNI ŠOLI V SLOVENIJI DIPLOMSKO DELO Mentor:

More information

Za{~ita lesa danes jutri

Za{~ita lesa danes jutri UDK: 657 pregledni znanstveni ~lanek (A Review) Za{~ita lesa danes jutri Wood Preservation Today - Tomorrow avtor Miha HUMAR, Oddelek za lesarstvo, Biotehni{ka fakulteta, Ro na dolina C.VIII/34, SI-1000

More information

DIMENSIONING OF SIGNALIZED INTERSECTIONS IN REALISTIC URBAN ENVIRONMENT

DIMENSIONING OF SIGNALIZED INTERSECTIONS IN REALISTIC URBAN ENVIRONMENT M. Dobovsek, D. Sever: Dimensioning of Signalized ntersections in Realistic Urban Environment MATEJ DOBOVSEK, M. Se. E-mail: dobovsek@email.si Community of Maribor- Traffic Bureau Slovenska ulica 40, 2000

More information

Avtomatizirana analiza

Avtomatizirana analiza Univerza v Ljubljani Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerzitetni študijski program Kemija Izbirni sklop analizna in anorganska kemija Avtomatizirana analiza Seminar 2012 Predavatelj: prof.

More information

PRAVILNIK O MEDNARODNEM TEKMOVANJU ABACUS

PRAVILNIK O MEDNARODNEM TEKMOVANJU ABACUS zavod za popularizacijo matematike PRAVILNIK O MEDNARODNEM TEKMOVANJU ABACUS Vsebina: Organizator tekmovanja. 2 Informacije o tekmovanju. 3 Državno tekmovanje. 4 Literatura... 8 Zgledi nalog. 6 Kriteriji

More information

Vpliv kolièine plinov v vodi in hitrosti toka na agresivnost kavitacijske erozije

Vpliv kolièine plinov v vodi in hitrosti toka na agresivnost kavitacijske erozije UDK - UDC 532.528:532.57 Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering 51(2005)3, 132-145 Izvirni znanstveni èlanek - Original scientific paper (1.01) Vpliv kolièine plinov v vodi in hitrosti

More information

Varnost strojev tehnična dokumentacija

Varnost strojev tehnična dokumentacija 2. DEL Varnost strojev tehnična dokumentacija Gradivo za predavanje Dar Darko Dajčman, ing.str ko dvigalotehna@siol.net Direktiva o varnosti strojev 2006 / 42 / ES Krmilni sistem Krmilni sistem je lahko

More information

Izdelava videa s pomočjo paketa programske opreme Adobe

Izdelava videa s pomočjo paketa programske opreme Adobe Univerza v Ljubljani Fakulteta za računalništvo in informatiko Alja Debeljak Izdelava videa s pomočjo paketa programske opreme Adobe DIPLOMSKO DELO UNIVERZITETNI ŠTUDIJSKI PROGRAM PRVE STOPNJE RAČUNALNIŠTVO

More information

INDOOR OLYMPIC SWIMMING POOL KRANJ, SLOVENIA

INDOOR OLYMPIC SWIMMING POOL KRANJ, SLOVENIA 19. Mednarodno plavalno tekmovanje Dr. Fig 19 th International Swimming Competition Dr. Fig INDOOR OLYMPIC SWIMMING POOL KRANJ, SLOVENIA Datum: 21. januar 2017 Date: 21 st of January 2017 Prijave: sreda,

More information

36v 5,2 ah integrated LIGHT: COBRA BOX d.o.o. - Poslovnica 1: Josipa Strganca 6, Zagreb, Tel: +385 (0)

36v 5,2 ah integrated LIGHT: COBRA BOX d.o.o. - Poslovnica 1: Josipa Strganca 6, Zagreb, Tel: +385 (0) MILANO ZONA12 26 CIJENA: 12.699,00 KN MOTOR: 250w rear BATTERY: 36v 5,2 ah integrated SPEED: single speed TIRE: CTS 26 x1,5 BRAKE: caliper MONITOR: LCD display RANGE: 40 60 km LIGHT: RIDE EXPERIENCE: torque

More information

MORFOLOŠKE ZNAČILNOSTI KOŠARKARIC, STARIH 14 IN 15 LET, KI NASTOPAJO V SKUPINAH A IN B EVROPSKEGA PRVENSTVA

MORFOLOŠKE ZNAČILNOSTI KOŠARKARIC, STARIH 14 IN 15 LET, KI NASTOPAJO V SKUPINAH A IN B EVROPSKEGA PRVENSTVA Frane Erčulj, Mitja Bračič MORFOLOŠKE ZNAČILNOSTI KOŠARKARIC, STARIH 14 IN 15 LET, KI NASTOPAJO V SKUPINAH A IN B EVROPSKEGA PRVENSTVA Izvleček Osnovni namen raziskave je bil ugotoviti in analizirati morfološke

More information

EVIDENCA RAZISKOVALNE OPREME S PODATKI O MESEČNI UPORABI

EVIDENCA RAZISKOVALNE OPREME S PODATKI O MESEČNI UPORABI EVIDENCA RAZISKOVALNE OPREME S PODATKI O MESEČNI UPORABI RO: 206 Inštitut za kovinske materiale in tehnologije Polja z zelenim ozadjem so lahko objavljena na portalu SICRIS Struktura lastne c EUR/uro)

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO MOJCA ŠLENC

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO MOJCA ŠLENC UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO MOJCA ŠLENC Ljubljana, 2013 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT Športno treniranje Borilni športi OTROŠKE JUDO TEKME DIPLOMSKO DELO MENTOR Prof.

More information

Studying Basketball Officiating. Brane Dežman and Simon Ličen Editors

Studying Basketball Officiating. Brane Dežman and Simon Ličen Editors Studying Basketball Officiating Brane Dežman and Simon Ličen Editors University of Ljubljana Faculty of Sport Institute for Kinesiology Basketball Department Studying Basketball Officiating Edited by

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE Maja Bijuklić Organizacijska kultura, struktura in organizacijsko okolje kot dejavniki inovativnosti organizacij v Sloveniji Magistrsko delo Ljubljana, 2014

More information

Posodobitev in obnova Termoelektrarne Šoštanj

Posodobitev in obnova Termoelektrarne Šoštanj Posodobitev in obnova Termoelektrarne Šoštanj Oktober 2009 Vsebina 1 Uvod 3 2 TEŠ (Termoelektrarna Sostanj d.o.o.) 4 3 Projekt posodobitve 4 3.1 Zakaj TEŠ nadomešča enote 1-3 in gradi novo enoto? 5 3.2

More information

MODEL OF OPTIMAL COLLISION AVOIDANCE MANOEUVRE ON THE BASIS OF ELECTRONIC DATA COLLECTION

MODEL OF OPTIMAL COLLISION AVOIDANCE MANOEUVRE ON THE BASIS OF ELECTRONIC DATA COLLECTION J. Svetak, L. Jakomin: Model of Optimal Collision Avoidance Manoeuvre on the Basis of Electronic Data Collection JELENKO SVETAK, D. Se. E-mail: jelenko.svetak@fpp.edu LIVU JAKOMIN, D. Se. E-mail: livij.jakomin@fpp.edu

More information

CAMINO. In Camino je še nekaj, česar ni moč opisati, temveč lahko le doţiviš.

CAMINO. In Camino je še nekaj, česar ni moč opisati, temveč lahko le doţiviš. CAMINO Camino je narava, katere del postaneš. Camino je čas, ki ga imaš, da spoznaš sebe. Camino so ljudje, ki jih srečaš na poti, kjer te vsakdo obogati na svojstven način. Camino je pristnost pristnost

More information

ENO IN DVODRUŽINSKI BRAVNI PROSTOROČNI VIDEO DOMOFONSKI KIT. Ref. 1722/ /86

ENO IN DVODRUŽINSKI BRAVNI PROSTOROČNI VIDEO DOMOFONSKI KIT. Ref. 1722/ /86 Mod. 1722 DS 1722-081A LBT 20133 ENO IN DVODRUŽINSKI BRAVNI PROSTOROČNI VIDEO DOMOFONSKI KIT Ref. 1722/85-1722/86 (*) (*) (*) PRIROČNIK ZA NAMESTITEV VSEBINA 1. SPLOŠNI OPIS Model Mini Note Plus, video

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO VESNA STAVREV

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO VESNA STAVREV UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO VESNA STAVREV Ljubljana, 2012 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT Športno treniranje Ples PROGRAM IN ANALIZA VKLJUČEVANJA OTROK V VADBO JUDO VRTCA

More information

profi Elektronski Pooltester Linie planet pool Prosti klor/ (ClF) Skupni klor/ (ClT) ph (ph) Cianurna kislina (CyA) Alkalnost (TA)

profi Elektronski Pooltester Linie planet pool Prosti klor/ (ClF) Skupni klor/ (ClT) ph (ph) Cianurna kislina (CyA) Alkalnost (TA) profi planet pool Linie Elektronski Pooltester SLO Navodila za uporabo UK Instruction Manual F Mode d emploi I Istruzioni per l uso NL Gebruiksaanwijzing S Bruksanvisning NO Bruksanvisning Prosti klor/

More information

O BROŠURI O PROJEKTU FORUM EMS DODATNE INFORMACIJE

O BROŠURI O PROJEKTU FORUM EMS DODATNE INFORMACIJE O BROŠURI V okviru projekta Forum EMS smo pripravili informativno brošuro, s katero želimo osvetliti problematiko elektromagnetnih sevanj sistema mobilne telefonije. V njej so predstavljeni osnovni pojmi

More information

DIPLOMSKO DELO INOVACIJE IN NJIHOV POMEN ZA PODJETJE INNOVATIONS AND THEIR IMPORTANCE FOR THE COMPANY

DIPLOMSKO DELO INOVACIJE IN NJIHOV POMEN ZA PODJETJE INNOVATIONS AND THEIR IMPORTANCE FOR THE COMPANY UNIVERZA V MARIBORU EKONOMSKO-POSLOVNA FAKULTETA DIPLOMSKO DELO INOVACIJE IN NJIHOV POMEN ZA PODJETJE INNOVATIONS AND THEIR IMPORTANCE FOR THE COMPANY Kandidatka: Violeta Novak Študentka rednega študija

More information

UM-70H0A Shimanov celostni sistem električne pomoči (STEPS) Navodila za uporabo. Serija E6000. Izvirna navodila

UM-70H0A Shimanov celostni sistem električne pomoči (STEPS) Navodila za uporabo. Serija E6000. Izvirna navodila UM-70H0A-005-05 Shimanov celostni sistem električne pomoči (STEPS) Navodila za uporabo Serija E6000 Izvirna navodila VSEBINA POMEMBNO OBVESTILO...2 Pomembna varnostna informacija...2 Slovenian Za zagotavljanje

More information

POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA

POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ Informatika in tehnologije komuniciranja Smer: Sistemska podpora informatiki in tehnologijam komuniciranja POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V Elektro in računalniški šoli

More information

Predavatelj: doc. dr. Franc Majdič

Predavatelj: doc. dr. Franc Majdič Univerza v Ljubljani (UL) / Fakulteta za strojništvo (FS) Laboratorij za fluidno tehniko (LFT) http://lab.fs.uni-lj.si/lft/index.htm RR / 3. letnik HIDRAVLIKA IN PNEVMATIKA (HiP) (2.) TEORETIČNE OSNOVE

More information

Predavatelj: doc. dr. Franc Majdič

Predavatelj: doc. dr. Franc Majdič Univerza v Ljubljani (UL) / Fakulteta za strojništvo (FS) Laboratorij za fluidno tehniko (LFT) http://lab.fs.uni-lj.si/lft/index.htm RR / 3. letnik HIDRAVLIKA IN PNEVMATIKA (HiP) (2.) TEORETIČNE OSNOVE

More information

Zaščita lesa pred vremenskimi vplivi

Zaščita lesa pred vremenskimi vplivi Zaščita lesa pred vremenskimi vplivi Protection of wood against weathering Matjaž PAVLIČ*, Vekoslav MIHEVC** Izvleček: Prispevek obravnava problematiko zaščite lesa pred vremenskimi vplivi. Les zaradi

More information

SEGMENTACIJA TRGA UPORABNIKOV MOBILNIH TELEFONOV ZNAMKE MOTOROLA SEGMENTATION OF THE MOTOROLA USERS ON THE MARKET

SEGMENTACIJA TRGA UPORABNIKOV MOBILNIH TELEFONOV ZNAMKE MOTOROLA SEGMENTATION OF THE MOTOROLA USERS ON THE MARKET UNIVERZA V MARIBORU EKONOMSKO POSLOVNA FAKULTETA, MARIBOR DIPLOMSKO DELO SEGMENTACIJA TRGA UPORABNIKOV MOBILNIH TELEFONOV ZNAMKE MOTOROLA SEGMENTATION OF THE MOTOROLA USERS ON THE MARKET Kandidat: Dežman

More information

PRIROČNIK ZA HITRO PRIPRAVO E550W

PRIROČNIK ZA HITRO PRIPRAVO E550W SLOVENSKO PRIROČNIK ZA HITRO PRIPRAVO E550W PRIROČNIK ZA HITRO PRIPRAVO E550W Pred uporabo naprave P-touch preberite ta navodila za uporabo. Ta navodila za uporabo shranite na priročno mesto, da jih boste

More information

Navodila za uporabo DIGITALNA RADIJSKO VODENA VREMENSKA POSTAJA. Uporabniku prijazna navodila ID: #05000

Navodila za uporabo DIGITALNA RADIJSKO VODENA VREMENSKA POSTAJA. Uporabniku prijazna navodila ID: #05000 Navodila za uporabo DIGITALNA RADIJSKO VODENA VREMENSKA POSTAJA IZDELANO V NEMČIJI myhansecontrol.com myhansecontrol.com Uporabniku prijazna navodila ID: #05000 Hitro in preprosto do cilja s kodami QR

More information

Diplomska naloga v podjetju Infineon Technologies AG:» Next generation automotive wireless transceiver «SEMINARSKA NALOGA pri predmetu SEMINAR

Diplomska naloga v podjetju Infineon Technologies AG:» Next generation automotive wireless transceiver «SEMINARSKA NALOGA pri predmetu SEMINAR Diplomska naloga v podjetju Infineon Technologies AG:» Next generation automotive wireless transceiver «SEMINARSKA NALOGA pri predmetu SEMINAR Franci Mihelič Ljubljana, september 2012 KAZALO VSEBINE 1.

More information

ZAVEDANJE MLADIH O TVEGANEM SPOLNEM VEDENJU V SLOVENIJI

ZAVEDANJE MLADIH O TVEGANEM SPOLNEM VEDENJU V SLOVENIJI visokošolskega strokovnega šudijskega programa prve stopnje ZDRAVSTVENA NEGA ZAVEDANJE MLADIH O TVEGANEM SPOLNEM VEDENJU V SLOVENIJI AWARENESS AMONG YOUTH ON RISKY SEXUAL BEHAVIOUR IN SLOVENIA Mentorica:

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE Jasna Vratanar Joga način življenja ali oblika rekreacije Diplomsko delo Ljubljana, 2016 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE Jasna Vratanar Mentorica:

More information

Nameščanje programa Kies (PC Sync)

Nameščanje programa Kies (PC Sync) Možno je, da nekateri podatki v tem priročniku ne veljajo za vašo napravo. To je odvisno od nameščene programske opreme in vašega omrežnega operaterja. Nameščanje programa Kies (PC Sync) 1. Prenesite najnovejšo

More information

Ali je znanost izboljšala šport?

Ali je znanost izboljšala šport? UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE Petra Otrin Ali je znanost izboljšala šport? Primer anaboličnih steroidov Diplomsko delo Ljubljana, 2010 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE

More information

Predstavitev Gorskega kolesarstva in Idejni plan za gorsko kolesarski poligon v Vipavi

Predstavitev Gorskega kolesarstva in Idejni plan za gorsko kolesarski poligon v Vipavi Predstavitev Gorskega kolesarstva in Idejni plan za gorsko kolesarski poligon v Vipavi 4 kros dirt downhill PREDSTAVITEV KOLESARSKEGA KLUBA ČRN TRN Kolesarski klub Črn trn smo ustanovili leta 2006. Člani

More information

CITIRANJE IN NAVAJANJE VIROV

CITIRANJE IN NAVAJANJE VIROV PRIPRAVA ZAKLJUČNIH DEL ŠTUDENTOV CITIRANJE IN NAVAJANJE VIROV Ana Češarek, mag. inf. ved Univerzitetna knjižnice Nove univerze 1 POTEK ODDAJE ZAKLJUČNIH DEL Pravilnik o študiju na Evro-PF Tehnična navodila

More information

DEVELOPMENT HARMONISATION OF MOUNTAIN RESORTS ROPEWAY AND TOURIST INFRASTRUCTURES IN THE REPUBLIC OF SLOVENIA

DEVELOPMENT HARMONISATION OF MOUNTAIN RESORTS ROPEWAY AND TOURIST INFRASTRUCTURES IN THE REPUBLIC OF SLOVENIA DRAGO SEVER, D.Sc. Univerza v Mariboru Fakulteta za gradbenistvo Maribor, Smetanova 17 Traffic Infrastructure Preliminary Communication U. D. C. 656.35:338.48:796.525 Accepted: Nov. 3, 1999 Approved:May

More information

Primerjava morfoloških značilnosti najboljših evropskih in slovenskih mladih košarkaric

Primerjava morfoloških značilnosti najboljših evropskih in slovenskih mladih košarkaric Izvleček Frane Erčulj 1, Mitja Bračič 2 Primerjava morfoloških značilnosti najboljših evropskih in slovenskih mladih košarkaric Osnovni namen raziskave je bil primerjati morfološke značilnosti najboljših

More information

KAZALO 4. ZNAMČENJE V ALPINIZMU OVEROVITEV VZPONA ALPINIST KOT JUNAK KONSTITUCIJA HIMALAJSKEGA JUNAKA Z INTERNETOM...

KAZALO 4. ZNAMČENJE V ALPINIZMU OVEROVITEV VZPONA ALPINIST KOT JUNAK KONSTITUCIJA HIMALAJSKEGA JUNAKA Z INTERNETOM... KAZALO 1. UVOD... 3 1.1. ALPINIZEM KOT DRUŽBENI POJAV... 6 1.2. ZAKAJ JE ALPINIZEM KOT ŠPORT SINKRETIČEN?... 7 1.3. ZGODBA... 10 1.4. MEDIATIZACIJA ŠPORTA... 13 2. POMEMBNA OBDOBJA SLOVENSKEGA ALPINIZMA...

More information

Navodila za uporabo - SLO

Navodila za uporabo - SLO Javljalniki (detektorji) ogljikovega monoksida (CO) Baterijsko napajanje Modeli javljalnikov ogljikovega monoksida serije Ei207 & Ei208 Namenjeni za uporabo v stanovanjskih objektih, počitniških prikolicah,

More information

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO JAKA SLUGA

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO JAKA SLUGA UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO JAKA SLUGA Ljubljana, 2013 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT Športno treniranje Kondicijsko treniranje GENEZA JUDA DIPLOMSKO DELO MENTOR doc.

More information

UGOTAVLJANJE PROTIMIKROBNE AKTIVNOSTI EKSTRAKTA ROŽMARINA (Rosmarinus officinalis L.) NA BAKTERIJAH Escherichia coli

UGOTAVLJANJE PROTIMIKROBNE AKTIVNOSTI EKSTRAKTA ROŽMARINA (Rosmarinus officinalis L.) NA BAKTERIJAH Escherichia coli UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA ŽIVILSTVO Mirjan ŠVAGELJ UGOTAVLJANJE PROTIMIKROBNE AKTIVNOSTI EKSTRAKTA ROŽMARINA (Rosmarinus officinalis L.) NA BAKTERIJAH Escherichia coli DIPLOMSKO

More information

SPOLNA VZGOJA V OSNOVNIH IN SREDNJIH ŠOLAH VLOGA MEDICINSKE SESTRE PRI POUČEVANJU SPOLNE VZGOJE

SPOLNA VZGOJA V OSNOVNIH IN SREDNJIH ŠOLAH VLOGA MEDICINSKE SESTRE PRI POUČEVANJU SPOLNE VZGOJE VISOKA ZDRAVSTVENA ŠOLA V CELJU SPOLNA VZGOJA V OSNOVNIH IN SREDNJIH ŠOLAH VLOGA MEDICINSKE SESTRE PRI POUČEVANJU SPOLNE VZGOJE Diplomsko delo Maša ZIDANŠEK Celje, 2014 DIPLOMSKO DELO MAŠA ZIDANŠEK CELJE,

More information

Poškodbe na omrežju državnih cest in vzdrževalna potreba

Poškodbe na omrežju državnih cest in vzdrževalna potreba MANAGING STATE ROADS Poškodbe na omrežju državnih cest in vzdrževalna potreba mag. Gregor Ficko, univ.dipl.inž.grad. Direkcija Republike Slovenije za ceste Omrežje državnih cest Zakaj: Splošna zahteva

More information

MESEČNI PREGLED GIBANJ NA TRGU FINANČNIH INSTRUMENTOV. April 2018

MESEČNI PREGLED GIBANJ NA TRGU FINANČNIH INSTRUMENTOV. April 2018 MESEČNI PREGLED GIBANJ NA TRGU FINANČNIH INSTRUMENTOV April 2018 1 TRG FINANČNIH INSTRUMENTOV Tabela 1: Splošni kazalci Splošni kazalci 31. 8. / avg. 30. 9. / sep. 31.10./ okt. 30.11./ nov. 31.12./ dec.

More information

THE USE OF NORMOBARIC HYPOXIA AND HYPEROXIA FOR THE ENHANCEMENT OF SEA LEVEL AND/OR ALTITUDE EXERCISE PERFORMANCE. Tadej Debevec

THE USE OF NORMOBARIC HYPOXIA AND HYPEROXIA FOR THE ENHANCEMENT OF SEA LEVEL AND/OR ALTITUDE EXERCISE PERFORMANCE. Tadej Debevec THE USE OF NORMOBARIC HYPOXIA AND HYPEROXIA FOR THE ENHANCEMENT OF SEA LEVEL AND/OR ALTITUDE EXERCISE PERFORMANCE Tadej Debevec Doctoral Dissertation Jožef Stefan International Postgraduate School Ljubljana,

More information

Spremembe v vedenjih, povezanih z zdravjem mladostnikov v Sloveniji v obdobju

Spremembe v vedenjih, povezanih z zdravjem mladostnikov v Sloveniji v obdobju Spremembe v vedenjih, povezanih z zdravjem mladostnikov v Sloveniji v obdobju 22 21 Urednice: Helena Jeriček Klanšček Helena Koprivnikar Tina Zupanič Vesna Pucelj Maja Bajt Spremembe v vedenjih, povezanih

More information

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA. Ponedeljek, 1. junija 2009 / 60 minut. NACIONALNO PREVERJANJE ZNANJA ob koncu 3.

Državni izpitni center ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA. Ponedeljek, 1. junija 2009 / 60 minut. NACIONALNO PREVERJANJE ZNANJA ob koncu 3. Š i f r a u č e n c a: Državni izpitni center *N09224131* NAKNADNI ROK ANGLEŠČINA PREIZKUS ZNANJA Ponedeljek, 1. junija 2009 / 60 minut Dovoljeno gradivo in pripomočki: Učenec prinese modro/črno nalivno

More information

Hevristična analiza uporabnosti spletnih mest družboslovnih fakultet Univerze v Ljubljani

Hevristična analiza uporabnosti spletnih mest družboslovnih fakultet Univerze v Ljubljani UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE Timotej Hodnik Hevristična analiza uporabnosti spletnih mest družboslovnih fakultet Univerze v Ljubljani Diplomsko delo Ljubljana, 2015 UNIVERZA V LJUBLJANI

More information

Jan Gerič. Načrtovanje uspešne Kickstarter kampanje izdelka s ciljem nad dolarjev

Jan Gerič. Načrtovanje uspešne Kickstarter kampanje izdelka s ciljem nad dolarjev UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE Jan Gerič Načrtovanje uspešne Kickstarter kampanje izdelka s ciljem nad 25.000 dolarjev Diplomsko delo Ljubljana, 2015 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA

More information

COMPARISON OF DISTANCE COVERED AND PLAYING CHARACTERISTICS BETWEEN WINNER AND LOSER IN A WHEELCHAIR TENNIS MATCH

COMPARISON OF DISTANCE COVERED AND PLAYING CHARACTERISTICS BETWEEN WINNER AND LOSER IN A WHEELCHAIR TENNIS MATCH PRIMERJAVA PREVOŽENE RAZDALJE IN IGRALNIH ZNAČILNOSTI MED ZMAGOVALCEM IN PORAŽENCEM V TENISU NA VOZIČKU COMPARISON OF DISTANCE COVERED AND PLAYING CHARACTERISTICS BETWEEN WINNER AND LOSER IN A WHEELCHAIR

More information

Luís Carrasco Páez 1 Inmaculada C Martínez Díaz 1 Moisés de Hoyo Lora 1 Borja Sañudo Corrales 1 Nicolae Ochiana 2 * Ergometric testing for top-level

Luís Carrasco Páez 1 Inmaculada C Martínez Díaz 1 Moisés de Hoyo Lora 1 Borja Sañudo Corrales 1 Nicolae Ochiana 2 * Ergometric testing for top-level 16 Faculty of Sport, University of Ljubljana, ISSN 1318-2269 Kinesiologia Slovenica, 16, 1-2, 16 20 (2010) Luís Carrasco Páez 1 Inmaculada C artínez Díaz 1 oisés de Hoyo Lora 1 Borja Sañudo Corrales 1

More information

Danilo Šuster Relativna modalnost in kontingenca

Danilo Šuster Relativna modalnost in kontingenca Danilo Šuster Relativna modalnost in kontingenca Neredigirana različica! Izvorna objava: Šuster, D.»Relativna modalnost in kontingenca.«anthropos 24, št.3/4 (1992), str.24-38 1. Uvod Filozofi tradicionalno

More information

3-4. lovenica. ^asopis za humanisti~ne in dru`boslovne {tudije Humanities and Social Studies Review. Historica. S tudia

3-4. lovenica. ^asopis za humanisti~ne in dru`boslovne {tudije Humanities and Social Studies Review. Historica. S tudia S tudia Historica S lovenica ^asopis za humanisti~ne in dru`boslovne {tudije Humanities and Social Studies Review 2007 3-4 S tudia Historica S lovenica Studia Historica Slovenica ^asopis za humanisti~ne

More information