Batilinya ya Chane na Hadidi au Batilinya ya Edison Kazi na Matukio

Nyumba gani ya battery inayopata uwezo zaidi kila siku kwa sababu ya upatikanaji mkubwa wa maendeleo ya kutengeneza battery yenye ukubwa wa nishati kwa gari la umeme? Jibu litakuwa Nickel Iron Battery au Edison Battery. Kwa maneno machache, Ni-Fe battery ni battery inayofaa sana. Battery hii ina ukubwa wa kuokolewa, kusimamishwa, na kusambazishwa. Hii inaweza kufanya kazi vizuri kama hatupunguza battery kwa muda mrefu. Kutokana na uzito wake mkubwa, battery hii hutumika katika mahitaji ambapo uzito wake haumathiri, kama vile katika mifumo ya nishati ya jua, katika mifumo ya nishati ya uwiano, na kadhalika kama chombo cha usaidizi. Uzio na muda wa kuishi wa seli ya nickel-iron ni zaidi kuliko za battery ya asidi ya lead, lakini bado battery ya nickel-iron imepoteza ufavaliwani wake kwa sababu ya gharama ya kutengeneza yake.

Hebu tachukulie machaguo mapya ya battery ya nickel-iron (Ni-Fe) au Edison battery.

Battery hii inaweza kupatikana na uwezo wa kutumia nishati ya 30 hadi 50 kW kwa kilogramu moja. Ufanisi wa kupunguza battery hii ni kuhusu 65%. Hiyo inamaanisha 65% ya nishati ya umeme inayotumika inapakuliwa kama nishati ya kimya wakati battery inapunguza. Ufanisi wa kupunguza ni kuhusu 85%. Hiyo inamaanisha battery inaweza kupatikana na 85% ya nishati iliyopakuliwa kama nishati ya umeme na yale yasiyopakuliwa yanapunguza kwa sababu ya kupunguza mwenyewe. Ikiwa battery itatumaini kwa siku 30, itapunguza tu 10% hadi 15% ya nishati iliyopakuliwa kwa sababu ya kupunguza mwenyewe. Muda wa kuishi wa battery ya Nickel Iron ni mzuri, na unaenda kati ya 30 hadi 100 miaka. Muda huu ni zaidi kuliko muda wa kuishi wa battery ya asidi ya lead ambayo ni kuhusu miaka minne. Tawala ya voltage kwa seli moja ya nickel iron ni 1.4 V.

Nickel Iron Battery

Vyanzo vya msingi vilivyotumiwa katika Nickel iron battery ni hydroxide ya nickel(III) kama anode, iron kama cathode na potassium hydroxide kama electrolyte. Tunapongeza sulfate ya nickel na sulfide ya ferrous kwenye material ya active.

Ujenga wa Edison Batteries

Uwezo wa seli ya Ne-Fe unategemea saizi na idadi ya plates positive na negative. Aina ya plates positive na negative katika aina hii ya seli ni sawa. Plates zote zinajumuisha grid ya mraba iliyojengwa kwa iron imeshikwa na nickel. Kila chenye grid limejirudia kwa box ya steel imeshikwa na nickel yenye holes.

Ingawa plates zote zinaponekana sawa, zina matumizi tofauti. Box za steel imeshikwa na nickel zenye holes zenye plates positive zinajumuisha mix za oxide ya nickel na carbon imetumika, na baadhi ya plates negative zinajumuisha grains ndogo za oxide ya iron na dust fina ya carbon. Katika plates zote, dust fina ya carbon, imetumika pamoja na matumizi active, inasaidia kuongeza electrical conductivity. Tunatumia 20% diluted caustic potash kama electrolyte.

Iron imeshikwa na nickel hutumika kutengeneza vessel yenye electrolyte na electrodes. Ebonite sticks zimepatikana kati ya plates zenye polarities tofauti ili kukuzuia kutokuwa na mawasiliano yasiyostahimili na kusababisha short circuit. Kuna busara nyingine katika ujenga wa Edison battery au nickel iron battery, ambayo ni kwamba idadi ya plates negative ni moja zaidi kuliko idadi ya plates positive, na tunaeleka plate ya mwisho negative kwenye container. Plates zenye polarity sawa zimefunuliwa kwa strap moja, na wanafanya cell, na kwa kushirikiana cells mingi, battery hutengenezwa.

Uendeshaji wa Nickel Iron Batteries

Tunajua kwamba uendeshaji mkuu wa battery ya nickel-iron ni reaction chemikal katika battery ambayo inatafsiriwa kama electrolysis. Electrolysis ni kitu kimoja tu ni reaction chemikal inayotokea wakati kuna current, inaweza kuwa sababu na matokeo ya reaction chemikal. Kimya ya seli ya nickel-iron ni ngumu kwa sababu formula sahihi ya material ya active positive haijasafi. Lakini ikiwa tunaweza kusimamiwa kwamba material ni Ni(OH)3, tunaweza kuelezea kidogo. Wakati wa kupunguza, compound ya nickel katika plates positive huokolewa kuwa nickel peroxide. Process ya kupunguza huchanganya compound ya iron kwa iron sponge katika plates negative.

Katika hali ya kupunguza kamili, material ya active ya plates positive ni nickel hydroxide [Ni(OH)3], na hiyo katika pockets ya plate negative ni iron, Fe. Wakati seli hutumia current kwa load, material ya active ya plate positive huchanganya kutoka Ni(OH)3 kuwa Ni(OH)2 na hiyo ya plate negative huchanganya kutoka iron kuwa Ferrous hydroxide (Fe(OH)2). Process ya electrochemical katika Edison battery inaweza kutafsiriwa kwa equation

Equation hii inaelezea vyema vya kupunguza na kupunguza. Flow wa kulia wa equation ni reaction ya phenomenon ya kupunguza, na flow wa kulia wa equation inaelezea phenomenon ya kupunguza. Reaction hii inatokea kwa kutumia electrons kwa mzunguko wa nje kwenye plate positive wakati wa kupunguza. Kuna fursa ya kutumia fume ya corrosive ambayo inatatengenezwa wakati wa electrolysis ndani ya battery ili isisumbuli kwa kutengeneza seli.

Sifa za Nickel Iron Batteries

EMF ya Edison battery imetengenezwa kamili ni 1.4 V. Average discharge voltage ni kuhusu 1.2 V na average charging voltage ni kuhusu 1.7 V kwa seli. Sifa za aina hii ya battery zinazoelezwa chini katika figure.

Sifa za voltage za battery ya Nickel Iron ni sawa na za seli ya lead-acid. Kama EMF imetengenezwa kamili ni 1.4 V na inaruka kwa polepole hadi 1.3 V na kisha kwa polepole hadi 1.1 au 1.0 V wakati wa kupunguza. Kutokana na graph, tunaweza kuziona kwamba hakuna chini limit ya EMF ya kupunguza kubwa zaidi ambayo output ya battery itakuwa zero. Kwa hiyo baada ya muda fulani battery itastahimili kuwa na output. EMF ya battery ni kwa umbizo wa temperature, ambayo inamaanisha EMF ya battery inaruka kwa kuongezeka kwa temperature.
Average time ya kupunguza battery ni 7 masaa na time ya kupunguza ni 5 masaa. Sifa nyingine ya