Villiküünliga akun tööpõhimõte | Villiküünliga teinekordne mahtbatterij

Plümbakudi töömehaanika

Varustusakk või sekundaarne aken on selline aken, kus elektriline energia saab säilituda keemilise energiana ja see keemiline energia siis muutub elektriliseks energiaks, kui seda vaja on. Elektrilise energiaga keemilise energia muutumist, rakendades väliseid elektrilisi allikaid, nimetatakse akunna laadimiseks. Kuidas keemiline energia muutub elektriliseks energiaks, et tarbida välise ladu, nimetatakse sekundaarse akuna lahtilaadimiseks.
Laadimisel akunna laadimisel, vool läbib sellest, mis põhjustab mõned keemilised muutused akus. Need keemilised muutused neelavad energiat nende tekke ajal.

Kui aken ühendatakse välise laduga, toimuvad keemilised muutused vastupidises suunas, mille käigus absorbiteeritud energia vabastatakse elektrilise energiana ja tarnitakse ladule.
Nüüd püüame mõista plümbakudi tööpõhimetodit ja selleks arutame esmalt plümbakuti, mis on väga tavaliselt kasutusel varustusakuna või sekundaarse akuna.

Materialid plümbakuvarude varustusakute lahtrite jaoks

Plümbakuba ehitamiseks vajalikud peamised aktiivsed materjalid on

1. Plümbaperoxüd (PbO2).

2. Sponžplümb (Pb)

3. Läbipaistev sülfuurhappe (H2SO4).

Plümbaperoxüd (PbO2)

Positiivne plaat on tehtud plümbaperoxüdist. See on tumedahall, raske ja krutseline aine.

Sponžplümb (Pb)

Negatiivne plaat on tehtud puhta plümbist sponžkonditsioonis.

Läbipaistev sülfuurhappe (H2SO4)

Läbipaisteva sülfuurhappe plümbakuni kasutamiseks on vees : hapnik = 3:1.

Plümbakuvärske aken moodustatakse plümbaperoxüdi plaadi ja sponžplümbi plaadi uputamisel läbipaistevasse sülfuurhappe. Ladu ühendatakse väliselt nende plaadide vahel. Läbipaistevas sülfuurhapjes jagunevad hapnikomolekulid positiivseteks voodideks (H+) ja negatiivseteks sülfationiodeks (SO4 − −). Voodid, kui nad jõuavad PbO2 plaadini, saavad sellelt elektronid ja muutuvad voodiaatomideks, mis uuesti ründavad PbO2-d ja moodustavad PbO ja H2O (vee). See PbO reageerib H2 SO4-ga ja moodustab PbSO4 ja H2O (vee).

SO4 − − ionid liiguvad vabadusega lahuses, nii et mõned neist jõuavad puhta Pb plaadini, kus nad andavad oma lisaelektronid ja muutuvad radikaaliks SO4. Kuna radikaal SO4 ei saa olemas olla üksi, see ründab Pb-d ja moodustab PbSO4.
Kuna H+ ionid võtavad elektronid PbO2 plaadilt ja SO4 − − ionid andavad elektronid Pb plaadile, oleks elektronide ebavõrdsus nende kahe plaadi vahel. Seega oleks elektrivool välise ladu vahel nende plaadide vahel, et tasakaalustada see elektronide ebavõrdsus. See protsess nimetatakse plümbakuni lahtilaadimiseks.
Plümbasülfat (PbSO4) on valgevärviline. Lahtilaadimisel,

1. Mõlemad plaadid on kattud PbSO4-ga.

2. Sülfuurhappe lahuse spetsiifiline tihedus langeb vee tekke tõttu reaktsiooni käigus PbO2 plaadil.

3. Seetõttu langes reaktsioonikiirus, mis tähendab, et plaadide vahel pinged langevad lahtilaadimise käigus.

Nüüd me lõpetame ladu ühendamise ja ühendame PbSO4-ga kattud PbO2 plaadi välise DC allika positiivsele terminaliga ja PbO2-ga kattud Pb plaadi negatiivsele terminaliga. Lahtilaadimisel sülfuurhappe tihedus langeb, kuid sülfuurhappe endiselt eksisteerib lahuses. See sülfuurhappe jääb H+ ja SO4− − ionidena lahuses. Positiivselt laengunud happeionid (katyyonid) liiguvad elektrodi (katoodi) poole, mis on ühendatud DC allika negatiivse terminaliga. Siin võtab iga H+ ion ühe elektroni sellest ja muutub happeaatomiks. Need happeaatomid ründavad siis PbSO4-t ja moodustavad plümba ja sülfuurhappe.

SO4− − ionid (anyyonid) liiguvad elektrodi (anoodi) poole, mis on ühendatud DC allika positiivse terminaliga, kus nad andavad oma lisaelektronid ja muutuvad radikaaliks SO4. See radikaal SO