Kaj je svinčev akumulator?

Svinčeno-kislinska akumulatorska baterija, splošno znana kot avtomobilska baterija, je elektrokemična celica za ponovno polnjenje, ki pretvarja kemično energijo v električno energijo z reverzibilnimi kemičnimi reakcijami. Evo, kako deluje svinčeno-kislinski akumulator:

Komponente:

Svinčeno-kislinska baterija je sestavljena iz naslednjih glavnih komponent:

- Pozitivne plošče: Iz svinčevega dioksida (PbO2).

- Negativne plošče: Iz čistega svinca (Pb).

- Elektrolit: Raztopina žveplove kisline (H2SO4) in vode.

- Ločila: Neprevodni material, nameščen med pozitivno in negativno ploščo, da prepreči električni stik, vendar omogoči gibanje ionov.

Kemične reakcije:

Med praznjenjem (ko baterija zagotavlja napajanje):

- Ko je priključeno električno breme, pride do kemične reakcije med elektrodama in elektrolitom.

- Svinčev dioksid (PbO2) iz pozitivne plošče reagira s sulfatnimi ioni (SO42-) iz elektrolita in tvori svinčev sulfat (PbSO4).

- Čisti svinec (Pb) z negativne plošče prav tako reagira s sulfatnimi ioni in tvori svinčev sulfat.

Neto reakcija med praznjenjem je:

PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

Posledično se pozitivne in negativne plošče pretvorijo v svinčev sulfat, koncentracija žveplove kisline v elektrolitu pa se zmanjša.

Polnjenje:

Za ponovno polnjenje baterije (ko je priključen zunanji vir napajanja):

- Na baterijo teče električni tok, ki povzroči obračanje reakcij praznjenja.

- Svinčev sulfat iz pozitivnih in negativnih plošč reagira z vodo iz elektrolita.

- Svinčev sulfat iz pozitivnih plošč se pretvori nazaj v svinčev dioksid (PbO2), medtem ko se svinčev sulfat iz negativnih plošč pretvori nazaj v čisti svinec (Pb).

Neto reakcija med polnjenjem je:

2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4

Na splošno so reakcije reverzibilne, kar omogoča večkratno polnjenje in ponovno uporabo baterije.

Svinčeno-kislinske baterije se pogosto uporabljajo v avtomobilih, pa tudi v različnih drugih aplikacijah, kot so sistemi za rezervno napajanje, napajalniki brez prekinitve (UPS), vozički za golf in prenosne naprave.