Kerja Bateri Asid Plumbum | Bateri Penyimpanan Sekunder Asid Plumbum
Cara Kerja Bateri Asid Plumbum
Bateri penyimpanan atau bateri sekunder adalah bateri di mana tenaga elektrik boleh disimpan sebagai tenaga kimia dan tenaga kimia ini kemudian ditukar kepada tenaga elektrik mengikut keperluan. Pengubahsuaian tenaga elektrik menjadi tenaga kimia dengan menerapkan sumber elektrik luaran dikenali sebagai pengisian bateri. Manakala pengubahsuaian tenaga kimia menjadi tenaga elektrik untuk bekalan beban luaran dikenali sebagai pengosongan bateri sekunder.
Selama pengisian bateri, arus dilewatkan melaluinya yang menyebabkan beberapa perubahan kimia di dalam bateri. Perubahan kimia ini menyerap tenaga semasa pembentukan mereka.
Apabila bateri disambungkan ke beban luaran, perubahan kimia berlaku dalam arah yang bertentangan, di mana tenaga yang diserap dilepaskan sebagai tenaga elektrik dan dibekalkan kepada beban.
Kini kita akan cuba memahami prinsip cara kerja bateri asid plumbum dan untuk itu kita akan terlebih dahulu membincangkan tentang bateri asid plumbum yang sangat biasa digunakan sebagai bateri penyimpanan atau bateri sekunder.
Bahan yang Digunakan untuk Sel Bateri Penyimpanan Asid Plumbum
Bahan aktif utama yang diperlukan untuk membina bateri asid plumbum adalah
Oksida plumbum (PbO2).
Plumbum spons (Pb)
Asid sulfurik cair (H2SO4).
Oksida Plumbum (PbO2)
Pelat positif dibuat daripada oksida plumbum. Ini adalah bahan yang berwarna coklat gelap, keras, dan mudah pecah.
Plumbum Spons (Pb)
Pelat negatif dibuat daripada plumbum murni dalam keadaan spons lembut.
Asid Sulfurik Cair (H2SO4)
Asid sulfurik cair yang digunakan untuk bateri asid plumbum mempunyai nisbah air : asid = 3:1.
Bateri penyimpanan asid plumbum dibentuk dengan merendam pelat oksida plumbum dan pelat plumbum spons dalam asid sulfurik cair. Beban disambungkan secara luaran antara kedua-dua pelat ini. Dalam asid sulfurik cair, molekul asid tersebut terpecah menjadi ion hidrogen positif (H+) dan ion sulfat negatif (SO4 − −). Ion hidrogen apabila sampai pada pelat PbO2, mereka menerima elektron daripadanya dan menjadi atom hidrogen atom yang sekali lagi menyerang PbO2 dan membentuk PbO dan H2O (air). Ini PbO bertindak balas dengan H2 SO4 dan membentuk PbSO4 dan H2O (air).
Ion SO4 − − bergerak bebas dalam larutan sehingga sebahagian daripadanya akan sampai pada pelat plumbum murni di mana mereka memberikan elektron tambahan mereka dan menjadi radikal SO4. Sebagai radikal SO4 tidak dapat wujud sendiri, ia akan menyerang Pb dan membentuk PbSO4.
Kerana ion H+ mengambil elektron dari pelat PbO2 dan ion SO4 − − memberikan elektron kepada pelat Pb, akan ada ketidakseimbangan elektron antara kedua-dua pelat ini. Oleh itu, akan ada aliran arus melalui beban luaran antara kedua-dua pelat ini untuk menyeimbangkan ketidakseimbangan elektron ini. Proses ini dipanggil pengosongan bateri asid plumbum.
Plumbum sulfat (PbSO4) berwarna putih. Semasa pengosongan,
Kedua-dua pelat tertutup dengan PbSO4.
Ketumpatan spesifik larutan asid sulfurik jatuh disebabkan pembentukan air semasa tindak balas pada pelat PbO2 pelat.
Akibatnya, kadar tindak balas jatuh yang bermaksud beza potensi antara pelat berkurangan semasa proses pengosongan.
Kini kita akan memutuskan beban dan menyambungkan PbSO4 yang tertutup dengan pelat PbO2 dengan terminal positif sumber DC luaran dan PbO2 yang tertutup dengan pelat Pb dengan terminal negatif sumber DC tersebut. Semasa pengosongan, ketumpatan asid sulfurik jatuh tetapi masih ada asid sulfurik dalam larutan. Asid sulfurik ini juga wujud sebagai H+ dan SO4− − ion dalam larutan. Ion hidrogen (kation) yang bercas positif, bergerak ke elektrod (katod) yang disambungkan dengan terminal negatif sumber DC. Di sini setiap ion H+ mengambil satu elektron daripadanya dan menjadi atom hidrogen. Atom-atom hidrogen ini kemudian menyerang PbSO4 dan membentuk plumbum dan asid sulfurik.
