Батерия на хибрид Приус. УРОК 10-1.
В днешния урок ще разгледаме такъв необикновен уред, като товарната вилка. В ежедневието този уред има няколко по-различни имена като “товар“, “тестер за акумулатори” и т.н. Но преди да се обърнем към самото устройство, ще бъде полезно да се получи необходимото количество теоретични познания за видовете и типовете акумулатори, елементи (батерии).
В гимназията в уроците по химия и физика ние получавахме тези знания, но много вече са ги забравили, а някои изобщо не са ги получавали??? Ще започнем отново с основните неща. Вероятно трябва да се каже, че най-често срещаният източник на енергия за кола е оловно-киселинния акумулатор. Основава се на принципа на двойната сулфатизация, изобретен от френския физик Гастон Расте (около 1859 г.), или на принципа на появата на потенциална разлика между две плочи, поставени в разтвор на електролит. Що за принцип е това?
Обяснението във следната формула.
принцип на двойната сулфатизация
Батерия на хибрид Приус
Катодът (отрицателно заредена пластина) е направен от олово, а анодът (положително заредена пластина) е направен от оловен диоксид. Те се разделят чрез диелектрични сепаратори и се пълнят с електролит, съставен от сярна киселина, разредена с дестилирана вода.
Когато батерията се разрежда, сярната киселина (електролит) взаимодейства с активната маса на положителните и отрицателно заредените пластини. В резултат на това взаимодействие се образува оловен сулфат. Нанася се върху повърхността на отрицателно заредената плоча (катод). В този случай плътността на електролита намалява и се отделя енергията под формата на електрически ток.
Когато зареждаме батерията, всичко се случва в обратна посока: на отрицателно заредената плоча се получава чисто възстановяване на олово и се повишава плътността на електролита. На положителните плочки протича регенерация на оловен диоксид. Площта на първата батерия, произведена от Плант, е около 10 м2! Съвременните батерии имат стотици пъти по-малко пространство, а електрическите мощности са стотици пъти по-големи. Алкалните (основни) батерии са доста широко разпространени сега. Каква е тяхната разлика от оловно-киселинните?
Батерия на хибрид Приус
Батерия на хибрид Приус
Всъщност, устройството им е подобно на киселинните. Само плочите са направени от друг материал и вместо сярна киселина се използва разтвор на калиев хидроокис (основа) КОН. Катода им е изработен от порест кадмий и смес на поресто желязо. А анода е изработен от никелов хидроокис с добавен графит. По време на зареждане на алкалната батерия двувалентия никел Ni2(OН) променя валентността си на стойност “3” и се превръща в Ni3(ОН) а съединенията на кадмия и желязото се редуцират до метали.
При зареждането и разреждането на тези елементи електролитът (основата) почти не се променя. Следователно капацитета на батерията не зависи от нейното количество. Това прави възможно да се намали количеството и теглото на електролита, като по този начин се олекоти самата батерия. Всеки от нас има мобилен телефон. В момента най-често срещаните батерии за мобилни телефони са литиево-йонни (Li-Ion).
следва
инж. Пламен Пеев
English