Akkumulátor töltése és akkumulátor lemerítése

Mielőtt részletesebben megbeszéljük ezt a témát, azaz a akkumulátor töltése és ürítése, először megpróbáljuk megérteni, mi az oxidáció és redukció. Mivel az akkumulátorok az oxidációs és redukciós reakciók miatt töltődnek fel vagy ürítenek.
Az oxidáció és redukció elméletének megértéséhez közvetlenül egy kémiai reakció példájára mehetünk. Vizsgáljuk meg a cink fém és a klór közötti reakciót.

A fenti reakcióban a cink (Zn) két elektront ad le, és pozitív ionokká válik.

Itt minden klóratom egy elektront fogad el, és negatív ionokká válik.

Most ezek a két ellentétesen töltött ionok egyesülnek, hogy cinkklórt (ZnCl2) formáljanak.
Ebben a reakcióban, mivel a cink elektronokat ad le, oxidálódik, és a klór elektronokat fogad el, tehát redukálódik.
Amikor egy atom elektronokat ad le, az oxidaszi száma növekszik. Ebben a példánkban a cink oxidaszi száma 0-ról +2-re változik. Mivel az oxidaszi szám növekszik, ezt a reakció részét oxidációs reakciónak nevezzük. Másrészről, amikor egy atom elektronokat fogad el, a negatív oxidaszi száma növekszik, ami azt jelenti, hogy az atom oxidaszi száma csökken a nullától mért referenciával szemben. Mivel az oxidaszi szám csökken vagy redukálódik, ezt a reakció részét redukciós reakciónak nevezzük.

Akkumulátor ürítése

Egy akkumulátorban két elektrod van, amelyeket egy elektrolízisben merülnek. Amikor külső terhelést kötünk ezekhez a két elektrodához, az egyik elektrodában oxidációs reakció kezdődik, miközben a másik elektrodában redukciós reakció lép fel.
Az elektrodában, ahol oxidáció történik, a szabad elektronok száma növekszik. Ez az elektroda negatív elektrodának vagy anodának hívódik.

Másrészről, az akkumulátor ürítése során a másik elektrodában redukciós reakció történik. Ez az elektroda pozitív elektrodának vagy katodának hívódik. A szabad elektronok, amelyek anodában találhatók, most áramlanak a katodáig a külső terhelésen keresztül. A katodában ezek az elektronok elfogadódnak, ami azt jelenti, hogy a katoda anyaga részt vesz a redukciós reakcióban.
Az oxidációs reakció termékei az anodában pozitív ionok vagy kationok, amelyek a katodáig áramlanak az elektrolízissen keresztül, és ugyanakkor a redukciós reakció termékei a katodában negatív ionok vagy anionok, amelyek az anodáig áramlanak az elektrolízissen keresztül.
Vegyünk egy gyakorlati példát az akkumulátor ürítésének illusztrálására. Vizsgáljuk meg egy nikkel-kadmium cellát. Itt a kadmium az anoda vagy a negatív elektrodája. Az oxidáció során az anodában a kadmium fém OH – ionnal reagál, két elektront ad le, és kadmium-hidroxiddá válik.

Az akkumulátor katodája nikkel-oxihidroxidból vagy egyszerűen nikkel-oxidból áll. A katodában redukciós reakció történik, és ennek eredményeként a nikkel-oxihidroxid elektronok elfogadásával nikkel-hidroxiddá válik.

Akkumulátor töltése

Az akkumulátor töltése során külső DC forrást kapcsolnak az akkumulátora. A DC forrás negatív terminálja az akkumulátor negatív lapjához vagy anodához, a pozitív terminálja pedig a pozitív lapjához vagy katodához van csatlakoztatva.

Most, a külső DC forrás miatt elektronok kerülnek be az anodába. Redukciós reakció történik az anodában, nem a katodában. Valójában, amikor az akkumulátor üríti, a redukciós reakció a katodában történik. Ennek eredményeként az anoda anyaga visszaáll az előző állapotába, amikor az akkumulátor még nem volt ürítve.
Mivel a DC forrás pozitív terminálja a katodához van csatlakoztatva, a katodában lévő elektronok vonzódnak a DC forrás pozitív termináljához. Erre a vonzásra a katodában oxidációs reakció történik, és a katoda anyaga visszaáll az előző állapotába (amikor még nem volt ürítve). Ez az akkumulátor töltésének alapja.

Vegyünk egy példát egy újratöltődő nikkel-kadmium cellára. Az akkumulátor töltése során a töltő DC forrás negatív és pozitív termináljai az akkumulátor negatív és pozitív elektrodájához vannak csatlakoztatva. Itt az anodában, a DC forrás negatív termináljából származó elektronok miatt redukciós reakció történik, amelynek eredményeként a kadmium-hidroxid ismét nyers kadmiummá válik, és hidroxidionokat (OH–) ad le az elektrolízisbe.

A katodában vagy a pozitív elektrodában az oxidáció miatt a nikkel-hidroxid nikkel-oxihidroxiddá válik, vízzel adó az elektrolízis oldatába.

Az akkumulátor töltése során a másodlagos akkumulátor visszaáll az eredeti töltött állapotába, és készen áll további ürítésre.

Kijelentés: Tisztelettel bárdzunk az eredeti, jó cikkek megosztásáért, ha sérül a jog, kérjük, vegye fel a kapcsolatot a törlés érdekében.