Pagsasagawa ng Lead Acid Battery | Lead Acid Secondary Storage Battery
Pagsasagawa ng Lead Acid Battery
Ang imbakan battery o secondary battery ay isang uri ng battery kung saan ang enerhiyang elektriko ay maaaring imbakan bilang kemikal at ang enerhiyang ito ay maaaring maging elektriko kapag kailangan. Ang proseso ng pagbabago ng elektrikong enerhiya sa kemikal na enerhiya sa pamamagitan ng panlabas na pinagmulan ng enerhiya ay tinatawag na charging ng battery. Samantalang ang proseso ng pagbabago ng kemikal na enerhiya sa elektrikong enerhiya upang sumupply sa panlabas na load ay tinatawag na discharging ng secondary battery.
Sa panahon ng charging ng battery, kuryente ay dadaan sa loob nito na nagdudulot ng ilang pagbabago sa loob ng battery. Ang mga pagbabago sa kemika ay nagsasangkot ng enerhiya habang ito ay nabubuo.
Kapag ang battery ay nakakonekta sa panlabas na load, ang kemikal na pagbabago ay nangyayari sa kabaligtarang direksyon, kung saan ang naiimbak na enerhiya ay inilalabas bilang elektrikong enerhiya at ipinapadala sa load.
Ngayon, susubukan nating maintindihan ang prinsipyo ng pagsasagawa ng lead acid battery at para rito, unang-una tayo'y sasalita tungkol sa lead acid battery na kadalasang ginagamit bilang storage battery o secondary battery.
Mga Materyales na Ginagamit para sa Lead Acid Storage Battery Cells
Ang pangunahing aktibong materyales na kailangan upang makonstruyekta ang lead acid battery ay
Lead peroxide (PbO2).
Sponge lead (Pb)
Dilute sulfuric acid (H2SO4).
Lead Peroxide (PbO2)
Ang positibong plato ay gawa sa lead peroxide. Ito ay madilim na kayumanggi, matigas at malambot na materyal.
Sponge Lead (Pb)
Ang negatibong plato ay gawa sa puro na lead sa soft sponge na kondisyon.
Dilute Sulfuric Acid (H2SO4)
Ang dilute sulfuric acid na ginagamit para sa lead acid battery ay may ratio ng tubig : asido = 3:1.
Ang lead acid storage battery ay nabubuo sa pamamagitan ng paglalagay ng lead peroxide plate at sponge lead plate sa dilute sulfuric acid. Isang load ay nakakonekta sa labas sa pagitan ng mga plato. Sa dilute sulfuric acid, ang molekyul ng asido ay nahahati sa positibong hydrogen ions (H+) at negatibong sulfate ions (SO4 − −). Kapag ang hydrogen ions ay umabot sa PbO2 plate, sila ay tumatanggap ng electrons mula dito at naging hydrogen atom na muli ay sumusugod sa PbO2 at bumubuo ng PbO at H2O (tubig). Ang PbO na ito ay sumusunog sa H2 SO4 at bumubuo ng PbSO4 at H2O (tubig).
SO4 − − ions ay malayang lumilipad sa solusyon kaya ang ilan ay umabot sa puro na Pb plate kung saan sila ay ibinibigay ang kanilang extra electrons at naging radical SO4. Dahil ang radical SO4 ay hindi maaaring umiral nang mag-isa, ito ay sumusugod sa Pb at bumubuo ng PbSO4.
Kapag ang H+ ions ay kumuha ng electrons mula sa PbO2 plate at SO4 − − ions ay ibinibigay ang electrons sa Pb plate, magkakaroon ng hindi pantay na electrons sa pagitan ng dalawang plates. Kaya mayroong flow ng kuryente sa labas ng load sa pagitan ng mga plates para balansehin ang hindi pantay na electrons. Ang prosesong ito ay tinatawag na discharging ng lead acid battery.
Ang lead sulfate (PbSO4) ay puti sa kulay. Sa panahon ng discharging,
Ang parehong plates ay nakakalat ng PbSO4.
Ang specific gravity ng sulfuric acid solution ay bumababa dahil sa pagkakalikha ng tubig sa reaksyon sa PbO2 plate.
Bilang resulta, ang rate ng reaksyon ay bumababa na nangangahulugan ng pagbababa ng potential difference sa pagitan ng plates sa panahon ng proseso ng discharging.
Ngayon, i-disconnect natin ang load at i-connect ang PbSO4 na nakakalat ng PbO2 plate sa positibong terminal ng panlabas na DC source at PbO2 na nakakalat ng Pb plate sa negatibong terminal ng DC source. Sa panahon ng discharging, ang density ng sulfuric acid ay bumababa ngunit mayroon pa ring sulfuric acid sa solusyon. Ang sulfuric acid na ito ay nananatiling H+ at SO4− − ions sa solusyon. Ang hydrogen ions (cation) na positibong na-charged, ay lumilipad sa electrode (cathode) na konektado sa negatibong terminal ng DC source. Dito, bawat H+ ion ay kumuha ng isang electron mula dito at naging hydrogen atom. Ang mga hydrogen atoms na ito ay sumusugod sa PbSO4 at bumubuo ng lead at sulfuric acid.
