Rad olovno-kiselinske baterije | Olovno-kiselinski akumulator za sekundarnu pohranu
Funkcija olovnog kiselog akumulatora
Pohrana baterije ili sekundarna baterija je takva baterija u kojoj se električna energija može pohraniti kao kemijska energija, a ta kemijska energija se zatim pretvara u električnu energiju kad je potrebno. Pretvaranje električne energije u kemijsku energiju primjenom vanjskog električnog izvora poznato je kao punjenje baterije. Dok se pretvaranje kemijske energije u električnu energiju za opskrbu vanjskog opterećenja naziva ispunjenjem sekundarne baterije.
Tijekom punjenja baterije, struja prolazi kroz nju, što uzrokuje neke kemijske promjene unutar baterije. Te kemijske promjene apsorbiraju energiju tijekom svog formiranja.
Kada se baterija spoji na vanjsko opterećenje, kemijske promjene odvijaju se u suprotnom smjeru, tijekom čega apsorbirana energija oslobađa se kao električna energija i dostavlja se opterećenju.
Sada pokušat ćemo razumjeti princip funkcije olovnog kiselog akumulatora i za to prvo ćemo razgovarati o olovnom kiselog akumulatoru koji se vrlo često koristi kao pohrana baterija ili sekundarna baterija.
Materijali koristeni za čelije olovnog kiselog akumulatora
Glavni aktivni materijali potrebni za izradu olovnog kiselog akumulatora su
Olova peroksida (PbO2).
Guba olovo (Pb)
Razrijeđena sumporna kiselina (H2SO4).
Olova peroksida (PbO2)
Pozitivna ploča izrađena je od olove peroksida. To je tamno smeđa, tvrda i lomačka tvar.
Guba olovo (Pb)
Negativna ploča izrađena je od čistog olova u mekom gubastom stanju.
Razrijeđena sumporna kiselina (H2SO4)
Razrijeđena sumporna kiselina koristena za olovni kisele akumulator ima omjer voda : kiselina = 3:1.
Olovni kisele akumulator izrađen je umoćivanjem ploče olove peroksida i ploče gube olova u razrijeđenoj sumpornoj kiselini. Vanjski opterećenje spojeno je između tih ploča. U razrijeđenoj sumpornoj kiselini molekule kiseline dijele se na pozitivne vodonoše (H+) i negativne sulfatne ionice (SO4 − −). Vodonoši kada stignu do PbO2 ploče, oni dobivaju elektrone od nje i postaju vodonik atom koji ponovno napada PbO2 i formira PbO i H2O (vodu). Ova PbO reagira s H2 SO4 i formira PbSO4 i H2O (vodu).
SO4 − − ionice slobodno se kreću u rastvoru, pa će neke od njih doći do čiste Pb ploče gdje će dati svoje dodatne elektrone i postati radikal SO4. Budući da ovaj radikal SO4 ne može samostalno egzistirati, napadaće Pb i formirat će PbSO4.
Budući da H+ ionice uzimaju elektrone od PbO2 ploče, a SO4 − − ionice daju elektrone Pb ploči, doći će do nejednakosti elektrona između tih dvije ploče. Stoga će doći do toka struje kroz vanjsko opterećenje između tih ploča kako bi se izjednačila ta nejednakost elektrona. Tijek se naziva ispunjenje olovnog kiselog akumulatora.
Oloveni sulfat (PbSO4) bijele boje. Tijekom ispunjenja,
Obje ploče pokrivene su PbSO4.
Specifična težina sumporne kiseline pada zbog formiranja vode tijekom reakcije na PbO2 ploči.
Kao rezultat, stopa reakcije pada, što znači da potencijalna razlika između ploča pada tijekom procesa ispunjenja.
Sada ćemo odspojiti opterećenje i spojiti PbSO4 pokriven sa PbO2 pločom s pozitivnim terminalom vanjskog DC izvora, a PbO2 pokriven sa Pb pločom s negativnim terminalom tog DC izvora. Tijekom ispunjenja, gustoća sumporne kiseline pada, ali i dalje postoji sumporna kiselina u rastvoru. Ova sumporna kiselina također ostaje kao H+ i SO4− − ionice u rastvoru. Vodonoši (kationi) budući da su pozitivno nabijeni, kreću se prema elektrodama (katodi) spojenim s negativnim terminalom DC izvora. Ovdje svaki H+ ion uzima jedan elektron od toga i postaje vodonik atom. Ovi vodonik atomi zatim napadaju PbSO
