Rad olovnog kiselog akumulatora | Olovni kiseoni sekundarni akumulator za pohranu
Funkcija olovne kiseline baterije
Akumulator ili sekundarni akumulator je tip baterije u kojoj se električna energija može čuvati kao hemijska energija, a zatim ta hemijska energija pretvara u električnu energiju kada je potrebno. Pretvaranje električne energije u hemijsku energiju primenom spoljnog izvora struje poznato je kao punjenje baterije. Dok se pretvaranje hemijske energije u električnu energiju za opskrbu spoljnog opterećenja naziva ispunjavanjem sekundarne baterije.
Tokom punjenja baterije, struja prođe kroz nju, što dovodi do nekih hemijskih promena unutar baterije. Ove hemijske promene apsorbiraju energiju tokom svog formiranja.
Kada se baterija poveže na spoljno opterećenje, hemijske promene se dešavaju u suprotnom smeru, pri čemu apsorbovana energija biva oslobađena kao električna energija i dostavlja se opterećenju.
Sada pokušaćemo razumeti princip rada olovne kiseline baterije i za to prvo diskutovati o olovnoj kiselinom bateriji koja se često koristi kao akumulator ili sekundarna baterija.
Materijali korišćeni za čelije olovne kiseline akumulatora
Glavni aktivni materijali potrebni za konstrukciju olovne kiseline baterije su
Olovo peroksida (PbO2).
Gubavac olova (Pb)
Razređena sumporna kiselina (H2SO4).
Olovo peroksida (PbO2)
Pozitivna ploča je izrađena od olova peroksida. To je tamnobraon, tvrd i lomljiv materijal.
Gubavac olova (Pb)
Negativna ploča je izrađena od čistog olova u mekom gubavastom stanju.
Razređena sumporna kiselina (H2SO4)
Razređena sumporna kiselina korišćena za olovnu kiselinu bateriju ima omjer voda : kiselina = 3:1.
Olovna kiselina akumulatora formira se potapanjem olova peroksida ploče i gubavca olova ploče u razređenu sumpornu kiselinu. Opterećenje se spoji spoljno između ovih ploča. U razređenoj sumpornoj kiselini molekuli kiseline deluju na pozitivne vodonikove ion (H+) i negativne sulfat ion (SO4 − −). Vodonikovi ioni kada stignu do PbO2 ploče, oni preuzezu elektrone od nje i postaju vodonik atom koji ponovo napada PbO2 i formira PbO i H2O (vodu). Ova PbO reaguje sa H2 SO4 i formira PbSO4 i H2O (vodu).
SO4 − − ioni se slobodno kreću u rešetku tako da neki od njih dođu do čiste Pb ploče gde daju svoje dodatne elektrone i postaju radikal SO4. Kako radikal SO4 ne može egzistirati sam, napada Pb i formira PbSO4.
Kako H+ ioni uzmu elektrone od PbO2 ploče i SO4 − − ioni daju elektrone Pb ploči, doći će do nejednakosti elektrona između ovih dvije ploče. Stoga će doći do protoka struje kroz spoljno opterećenje između ovih ploča kako bi se balansirala ova nejednakost elektrona. Ovaj proces se naziva ispunjavanje olovne kiseline baterije.
Olovni sulfat (PbSO4) je belast boje. Tijekom ispunjavanja,
Obje ploče su pokrivene 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 ispunjavanja.
Sada ćemo odspojiti opterećenje i spojiti PbSO4 pokrivenu PbO2 pločom sa pozitivnim terminalom spoljnog DC izvora, a PbO2 pokrivenu Pb pločom sa negativnim terminalom tog DC izvora. Tijekom ispunjavanja, gustoća sumporne kiseline pada, ali sumporna kiselina još uvijek postoji u rešetki. Ova sumporna kiselina takođe ostaje kao H+ i SO4− − ioni u rešetki. Vodonikovi joni (katjon) budući da su pozitivno nabijeni, kreću se ka elektrodu (katodi) spojenom sa negativnim terminalom DC izvora. Ovdje svaki H+ jon uzima jedan elektron od toga i postaje vodonik atom. Ovi vodonik atomi zatim napada PbSO4 i formira olovo i sumpornu kiselinu.
SO
