Kas yra švino rūgšties baterija?

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

Švino rūgšties akumuliatorius yra įkraunama baterija, kuriai atlikti naudojamas švinas ir sieros rūgštis. Švinas panardinamas į sieros rūgštį, kad būtų galima kontroliuoti chemines reakcijas.

Ši cheminė reakcija yra akumuliatoriaus energijos gamybos priežastis. Tada reakcija yra atvirkštinė ir įkraunama baterija.

Medžiagos švino rūgšties akumuliatoriams

Pagrindinės aktyviosios medžiagos, reikalingos švino rūgšties akumuliatoriams gaminti, yra šios:

Švino peroksidas (PbO2): tamsiai ruda, kieta ir trapi medžiaga, sudaranti teigiamą plokštelę.

Kempinėlės švinas (Pb): grynas švinas minkštos kempinės sąlygomis sudaro neigiamą plokštelę.

Praskiesta sieros rūgštis (H2SO4): stipri rūgštis ir geras elektrolitas. Jis yra labai jonizuotas, o didžioji dalis šilumos, išsiskiriančios skiedimo metu, gaunama hidratuojant vandenilio jonus. Švino rūgšties akumuliatoriams su vandeniu: rūgštis=3:1.

Kaip veikia švino rūgšties akumuliatoriai?

Švino rūgšties akumuliatorius pagamintas iš švino peroksido elektrodo plokštės ir kempinės švino elektrodo plokštės, panardintos į praskiestą sieros rūgštį. Srovė yra išoriškai prijungta tarp šių plokščių. Praskiestoje sieros rūgštyje rūgšties molekulės skyla į teigiamus vandenilio jonus (H plius ) ir neigiamus sulfato jonus (SO4 --). Pasiekę PbO2 plokštę, vandenilio jonai iš ten gauna elektronus ir tampa vandenilio atomais, vėl atakuodami PbO2 ir sudarydami PbO ir H2O (vandenį). Šis PbO reaguoja su H2SO4 ir susidaro PbSO4 ir H2O (vanduo).

SO4 - jonai (anijonai) pereina prie elektrodo (anodo), prijungto prie nuolatinės srovės maitinimo šaltinio teigiamo poliaus, kur jie atiduos elektronų perteklių ir taps laisvuoju radikalu SO4. Šis radikalas SO4 negali egzistuoti vienas; Todėl jis reaguoja su anodo PbSO4, kad susidarytų švino peroksidas (PbO2) ir sieros rūgštis (H2SO4).

Kai akumuliatorius įkraunamas

Įkrovimas yra elektrocheminės reakcijos atbulinės eigos procesas. Jis paverčia elektros energiją iš įkroviklio į cheminę energiją akumuliatoriuje. Tačiau baterija nekaupia energijos. Jis išlaiko cheminę energiją, reikalingą elektros gamybai.

Jei įkroviklio įtampa yra aukštesnė nei akumuliatoriaus, akumuliatoriaus įkroviklis pakeis srovę. Įkroviklis generuoja per daug elektronų ant neigiamos plokštės, ir teigiami vandenilio jonai pritraukiami prie jų. Vandenilis reaguoja su švino sulfatu, kad susidarytų sieros rūgštis ir švinas. Kai didžioji dalis sulfato išnyksta, vandenilis pakyla iš neigiamos plokštės. Vandenyje esantis deguonis reaguoja su švino sulfatu teigiamoje plokštelėje, kad jis vėl virstų švino dioksidu. Kai reakcija netrukus baigsis, iš teigiamos plokštelės kyla deguonies burbuliukai. Tai vadinama kraujavimu.

Savaiminis išsikrovimas

Bloga švino rūgšties baterijų savybė yra ta, kad jos išsikrauna savaime, net ir nenaudojamos. Bendra taisyklė yra vienas procentas savaiminio išsikrovimo per dieną. Greitis didėja esant aukštai temperatūrai ir mažėja esant žemai temperatūrai.

Elektrolito pasikeitimas švino rūgšties akumuliatoriuje po įkrovimo ir iškrovimo

Išsikrovus švino akumuliatoriui, elektrolite sumažėja sieros rūgšties, didėja vandens kiekis, mažėja tirpalo savitasis svoris.

Įkraunant švino rūgšties akumuliatorių, sieros rūgšties elektrolite nuolat daugėja, vandens palaipsniui mažėja, o tirpalo savitasis svoris didėja.

Tiesą sakant, elektrolito savitojo svorio pokytis lemia švino rūgšties akumuliatoriaus įkrovimo būseną. Štai kodėl svarbu nuolat laistyti akumuliatorių, kad išnaudotumėte visas jo galimybes.