Izdelkov: 2

na stran

Izdelkov: 2

na stran


Kaj je svinčeno-kislinski akumulator?


Akumulatorji s svinčevo kislino

Svinčevo-kislinski akumulator je vrsta akumulatorja, ki kot elektrodi uporablja svinčev dioksid (PbO2)  in svinec. Kot elektrolit se uporablja žveplena kislina, ki zapolnjuje prostor med elektrodama. Ker so enostavni za uporabo, imajo stabilno delovanje ne glede na uporabljeni tok in imajo majhen spominski učinek so zelo tazširjeni.

Njihove poglavitne slabosti so povezane z večjo velikostjo in težo v primerjavi z drugimi polnilnimi baterijami  ter potrebo po previdnosti pri poškodbah zaradi prisotnosti žveplene kisline.



Uporaba svinčeno-kislinskih akumulatorjeb

Svinčeno-kislinske baterije se zaradi relativno ugodne cene, visoke zanesljivosti in posledično zaradi izjemne stroškovne učinkovitosti uporabljajo v najrazličnejših aplikacijah. Avtomobilsko in industrijsko področje sta še posebej dobro zastopani kot področji, kjer so svinčeno-kislinski akumulatorji zelo priljubljeni.



Načelo delovanja svinčevo-kislinskih akumulatorjev

Pojav praznjenja svinčevih akumulatorjev je predstavljen z naslednjo reakcijsko formulo (formula akumulatorja). Pri polnjenju poteka reakcija v nasprotni smeri od te enačbe.


    - Reakcija na pozitivni elektrodi: PbO2+ 4H^(+) +SO4^(2-) + 2e^(-) → PbSO4 + 2H2O
    - Reakcija na anodi: Pb + SO4^(2-) → PbSO4 + 2e^(-)
    - Reakcija v celotnem sistemu: PbO2 + 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O


V svinčeno kislinskih akumulatorjih se za pozitivno elektrodo uporablja svinčev dioksid (PbO2), za negativno elektrodo svinec (Pb), za elektrolit pa razredčena žveplena kislina (H2SO4).

Med praznjenjem svinec reagira z žveplovo kislino ( imenovana tudi žveplena kislina) na anodni strani in oksidira v svinčev sulfat (PbSO4). Med reakcijo se elektroni (e^(-)) iz svinca sproščajo in prenašajo na katodno stran ter proizvajajo električno energijo.

Na katodni strani svinčev dioksid na elektrodi sprejema elektrone, poslane z anodne strani, in sprošča svinčeve ione. Svinčevi ioni reagirajo z žveplovo kislino in tvorijo svinčev sulfat. Kisik v svinčevem dioksidu se združi z vodikovimi ioni (H^(+)) v elektrolitu in nastane voda (H2O).

 


Akumulatorji za shranjevanje energije ( "storage batteries" )

Akumulatorska baterija je mehanska naprava, ki shranjuje električno energijo kot kemično energijo. Med akumulatorje ( tudi akumulatorske baterije) štejemo primarne baterije, ki jih je mogoče le izprazniti in ne tudi polniti, ter sekundarne baterije, ki jih je mogoče večkrat polniti in izprazniti. Termin "storage batteries" (baterija za shranjevanje) se nanaša na sekundarne baterije.

Potreba po shranjevalnih baterijah narašča, ne le kot rezervni vir energije, temveč tudi zaradi njihove uporabe pri shranjevanju energije iz obnovljivih virov. Služijo nam tudi kot naprave za optimiziranje stroškov energije, na primer za izenačevanje povprečne porabo energije čez dan.



Uporaba akumulatorskih baterij

Akumulacijske baterije se uporabljajo v številnih aplikacijah, od čisto domače do namenske industrijske uporabe.

Za domačo uporabo jih lahko uporabljate v kontekstu pridobivanja sončne energije za varčevanje z električno energijo. Sončno energijo lahko na primer uporabljate podnevi in jo prodate, če je presežek. Tudi če se električna energija ne prodaja, se lahko presežek energije, proizvedene podnevi, in cenejša energija pozno ponoči shranita v akumulatorske baterije, shranjena energija pa se lahko uporabi ponoči, s čimer se učinkovito prihrani električna energija. Poleg tega se lahko električna energija v akumulatorjih uporabi tudi, če pride do izpada električne energije.

Za industrijsko uporabo se akumulatorske baterije uporabljajo tudi kot rezervni viri energije za aplikacije z visoko močjo in neprekinjeno napajanje za instrumente. Glavna razlika med industrijsko in gospodinjsko uporabo je v električni zmogljivosti.



Vrste akumulatorskih baterij

Princip delovanja akumulatorskih baterij se med posameznimi vrstami akumulatorjev nekoliko razlikuje, vendar sam mehanizem pridobivanja električne energije s kemično reakcijo ostaja enak. Akumulatorji so sestavljeni iz pozitivne elektrode, negativne elektrode in elektrolita, ki pomaga pri kemični reakciji med pozitivno in negativno elektrodo.

1. Svinčene akumulatorske baterije

Svinčene shranjevalne baterije so najstarejše med vsemi shranjevalnimi baterijami in se večinoma uporabljajo v avtomobilskih akumulatorjih in akumulatorjih za rezervno napajanje. Za pozitivno elektrodo uporabljajo svinčev dioksid, za negativno elektrodo svinec, za elektrolit pa razredčeno žveplovo kislino (ki je lahko vpeta v AGM ali GEL) . So relativno poceni, zelo odporni na prekomerno polnjenje (tisti z tekočim elektrolitom)  in imajo zelo dolgo življenjsko dobo. Njihova pomanjkljivost je nizka energetska učinkovitost pri polnjenju in praznjenju.

2. Nikelj-metal hidridne baterije

Te baterije za pozitivno elektrodo uporabljajo nikljev oksi-hidroksid, za negativno elektrodo zlitino za shranjevanje vodika, za elektrolit pa alkalno raztopino, kot je kalijev hidroksid. Pred litij-ionskimi baterijami so se uporabljale kot baterije za mobilne naprave in se še vedno uporabljajo v hibridnih avtomobilih in železniških zemeljskih skladiščih. Zanje je značilna odpornost proti prevelikemu praznjenju in prevelikemu polnjenju ter možnost hitrega polnjenja in praznjenja, vendar sta njihova pomanjkljivost velika stopnja samopraznjenja in kratka življenjska doba.

3. Litij-ionske baterije

Te baterije za pozitivno elektrodo uporabljajo kovinski oksid, ki vsebuje litij, za negativno elektrodo ogljikov material, za elektrolit pa organski elektrolit. Pogosto se uporabljajo kot baterije za elektronske naprave, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju, kot so prenosni računalniki in pametni telefoni, v zadnjih letih pa so bile sprejete tudi kot baterije za električna vozila. Zanje je značilna visoka gostota energije ter sposobnost hitrega polnjenja in praznjenja. Imajo tudi razmeroma dolgo življenjsko dobo, vendar je njihova cena višja od drugih baterij.

4. Baterije z natrijevim žveplom (NaS)

Te baterije, imenovane tudi baterije NaS, uporabljajo žveplo za pozitivno elektrodo, natrij za negativno elektrodo in β-aluminij za elektrolit ter se uporabljajo kot rezervni viri energije za velike objekte. Znane so tudi kot baterije NAS in se uporabljajo kot rezervni viri energije za velike objekte, kot so tovarne. Skorajda nimajo samopraznjenja, imajo odlično učinkovitost polnjenja in praznjenja ter energijsko gostoto in dolgo življenjsko dobo približno. Njihova delovna temperatura je 300 °C, zato je treba visoko temperaturo vzdrževati z grelnikom, material elektrode pa je nevaren material.

Pojavljajo se tudi druge nove baterije, kot so redoks pretočne baterije, pri katerih se lahko rezervoar z elektrolitom in celični sklop namestita ločeno.

 

Astra Website Security