Szervény-acell működése | Szervény-acell másodlagos tároló elem
Szervnyi akkumulátor működése
A tároló akkumulátor vagy másodlagos akkumulátor olyan eszköz, amelyben az elektromos energiát kémiai energiának alakítják át, és ezt a kémiai energiát szükség esetén visszaalakítják elektromos energiává. Az elektromos energiának a kémiai energiává való átalakítása külső elektromos forrás alkalmazásával történik, ezt nevezik akkumulátor töltésének. A kémiai energiának az elektromos energiává történő átalakítása pedig a külső terhelés ellátására szolgál, ezt diszchargének nevezik.
Akkor, amikor a akkumulátor töltése folyamatban, áram halad át rajta, ami bizonyos kémiai változásokat okoz az akkumulátor belső részében. Ezek a kémiai változások energiafelvétellel járnak.
Amikor az akkumulátor csatlakoztatva van a külső terheléshez, a kémiai változások fordított irányban zajlanak, során a felvett energia elektromos energiává alakul és a terhelésnek adódik.
Most megpróbáljuk megérteni a szervnyi akkumulátor működésének elvét, ehhez először beszélgetünk a szervnyi akkumulátorról, amelyet nagyon gyakran használnak tárolóakkumulátor- vagy másodlagos akkumulátor-ként.
Szervnyi akkumulátor cellákhoz használt anyagok
A szervnyi akkumulátor készítéséhez szükséges fő aktív anyagok:
Szerv-dioxid (PbO2).
Spongy szerv (Pb)
Ritka szulfirsav (H2SO4).
Szerv-dioxid (PbO2)
A pozitív rendszer szerv-dioxidból készül. Ez sötét barna, kemény és érzékeny anyag.
Spongy szerv (Pb)
A negatív rendszer puha, spongy állapotú szervből készül.
Ritka szulfirsav (H2SO4)
A ritka szulfirsav, amit a szervnyi akkumulátorhoz használnak, víz : sav = 3:1 arányban található.
A szervnyi tárolóakkumulátor a szerv-dioxid rendszer és a spongy szerv rendszer merítésével jön létre ritka szulfirsavban. Egy külső terhelést kötünk ezek között a rendszerek között. A ritka szulfirsavban a sav molekulái pozitív hidrogénionok (H+) és negatív szulfátionok (SO4 − −) formájában osztódnak. Amikor a hidrogénionok a PbO2 rendszernél érkeznek, elektronokat vesznek át tőle, és hidrogén atomokká válnak, amelyek újra a PbO2-t támadják, és PbO és H2O (víz) formájában keletkeznek. Ez a PbO reagál a H2 SO4-el, és PbSO4-et és H2O (víz)-et hoz létre.
A SO4 − − ionok szabadon mozognak a megoldásban, így néhányuk elérheti a tiszta Pb rendszert, ahol további elektronokat adnak, és radikális SO4-re változnak. Mivel a radikális SO4 nem tud egyedül létezni, a Pb-vel reagál, és PbSO4-et hoz létre.
Mivel a H+ ionok elektronokat vesznek a PbO2 rendszertől, és a SO4 − − ionok elektronokat adnak a Pb rendszernek, egy elektron-egyenlőtlenség keletkezik ezek között a rendszerek között. Ezért áramfolyam indul a külső terhelésen keresztül ezek között a rendszerek között, hogy kiegyenlítsék ezt az elektron-egyenlőtlenséget. Ez a folyamat a szervnyi akkumulátor diszchargéje.
A szerv-szulfát (PbSO4) fehéres színű. A diszchargé során,
Mindkét rendszer lefedve van PbSO4-gyel.
A szulfirsav megoldás súlyomérete csökken a vizet alkotó reakció miatt a PbO2 rendszernél.
Ezért a reakció sebessége csökken, ami azt jelenti, hogy a potenciálkülönbség a rendszerek között csökken a diszchargé során.
Most leválasztjuk a terhelést, és a PbSO4-gyel lefedett PbO2 rendszert kapcsoljuk a külső DC forrás pozitív termináljához, a PbO2-gyel lefedett Pb rendszert pedig a negatív termináljához. A diszchargé során a szulfirsav sűrűsége csökken, de még mindig szulfirsav marad a megoldásban. Ez a szulfirsav is H+ és SO4
