Selgitame, mis on aku ja kuidas see seade töötab. Samuti olemasolevate akude tüübid ja mis on aku.
Mis on aku?
Elektripatarei, mida nimetatakse ka elektripatareiks või akuks, on seade, mis koosneb elektrokeemilistest elementidest, mis on võimelised muundama keemiline energia sees sees elektrienergia. Seega genereerivad akud alalisvoolu ja toimivad sel viisil erinevate elektriahelate toiteks, olenevalt nende suurusest ja võimsusest.
Patareid on meie igapäevaelus täielikult kaasatud alates nende leiutamisest 19. sajandil ja massilisest turule toomisest 20. sajandil. Akude areng käib käsikäes elektroonika tehnoloogilise arenguga. Kaugjuhtimispuldid, kellad, arvutid Igat liiki mobiiltelefonid ja tohutu hulk kaasaegseid vidinaid kasutavad akusid elektrienergia allikana, mistõttu neid toodetakse erineva võimsusega.
Akude laadimisvõimsus on määratud nende koostise olemusega ja seda mõõdetakse ampertundides (Ah), mis tähendab, et aku suudab anda ühe ampri voolu pideva tunni jooksul. Mida suurem on selle laadimisvõimsus, seda rohkem voolu suudab see sees hoida.
Lõpuks on enamiku kaubanduslike akude lühike elutsükkel muutnud need võimsaks saasteaineks veed Y mullad, arvestades, et kui nende elutsükkel on lõppenud, ei saa neid uuesti laadida ega uuesti kasutada ning need visatakse ära. Pärast nende metallkatte roostetamist tühjenevad akud keskkond selle keemilist sisaldust ja koostist ning pH.
Kuidas aku töötab?
Aku põhiprintsiip koosneb oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonidest (redoks) teatud keemilised ained, millest üks kaotab elektronid (oksüdeerub), samal ajal kui teine võidab elektrone (redutseerub), olles võimeline naasta oma algsesse konfiguratsiooni vajalike tingimuste korral: elektrit (laadimine) või vooluringi sulgemine (tühjenemine).
Patareid sisaldavad keemilisi elemente, millel on positiivne poolus (anood) ja negatiivne poolus (katood), samuti elektrolüüte, mis võimaldavad elektrivoolu väljapoole. Need elemendid muudavad keemilise energia elektrienergiaks pöörduva või pöördumatu protsessi kaudu, olenevalt aku tüübist, mis pärast aku valmimist ammendab oma vastuvõtuvõime. Energia. Selles eristatakse kahte tüüpi rakke:
- Esmane. Need, mis pärast reaktsiooni toimumist ei saa naasta oma algsesse olekusse, ammendades seega nende säilitusvõime elektrivool. Neid nimetatakse ka mittelaetavateks akudeks.
- Keskkoolid. Need, mis saavad oma esialgse keemilise koostise taastamiseks vastu võtta elektrienergiat ja mida saab kasutada mitu korda enne, kui need on täielikult kurnatud. Neid nimetatakse ka laetavateks akudeks.
Akude tüübid
Akusid on mitut tüüpi, olenevalt nende valmistamisel kasutatud elementidest, näiteks:
- Leelispatareid. Tavaliselt ühekordselt kasutatav. Nad kasutavad elektrolüüdina kaaliumhüdroksiidi (KOH). The keemiline reaktsioon mis toodab energiat, toimub tsingi (Zn, anood) ja mangaandioksiidi (MnO2, katood) vahel. Need on äärmiselt stabiilsed akud, kuid lühiajalised.
- Pliiakud. Levinud sõidukites ja mootorratastes. Need on laetavad akud, millel on laadimisel kaks elektroodi juhtima: pliidoksiidkatood (PbO2) ja käsnjas pliianood (Pb). Kasutatud elektrolüüt on väävelhape (H2SO4) vesilahuses. Teisest küljest on aku tühjenemisel plii plii (II) sulfaadi (PbSO4) kujul, mis sadestub metallilisele pliile (Pb). Seejärel redutseeritakse PbSO4 esialgse laengu ajal negatiivsetel plaatidel Pb-ks ja positiivsetel plaatidel tekib PbO2. Selles protsessis plii oksüdeeritakse ja redutseeritakse samal ajal. Teisest küljest redutseeritakse PbO2 tühjendamise ajal PbSO4-ks ja Pb oksüdeeritakse, et saada ka PbSO4. Neid kahte protsessi saab tsükliliselt korrata, kuni PbSO4 kristallid muutuvad keemilise reaktsioonivõime kaotamiseks liiga suureks. Seda juhul, kui kõnekeeles öeldakse, et aku on sulfaaditud ja tuleb uue vastu välja vahetada.
- Patareid nikkel. Väga madala hinnaga, kuid kohutava jõudlusega, need on ühed esimesed, mida ajaloos toodetakse. Need omakorda tõid kaasa uued patareid, näiteks:
- Nikkel-raud (Ni-Fe). Need koosnesid õhukestest torudest, mis olid mähitud nikeldatud teraslehtedega. Positiivsetel plaatidel oli neil nikkel (III) hüdroksiid (Ni (OH) 3) ja negatiivsetel plaatidel raud (Fe). Kasutatav elektrolüüt on kaaliumhüdroksiid (KOH). Kuigi nende eluiga oli väga pikk, lõpetati nende tootmine nende madala jõudluse ja kõrge hinna tõttu.
- Nikkel-kaadmium (Ni-Cd). Need koosnevad kaadmiumi (Cd) anoodist ja nikkel (III) hüdroksiidi (Ni (OH) 3) katoodist ning elektrolüüdina kaaliumhüdroksiidist (KOH). Need akud on täiesti laetavad, kuid neil on madal energiatihedus (vaevu 50 Wh / kg). Lisaks kasutatakse neid üha vähem tänu nende suurele mäluefektile (akude mahtuvuse vähenemine, kui teostame mittetäieliku laadimise) ja seetõttu, et kaadmium on väga saastav.
- Nikkelhüdriid (Ni-MH). Nad kasutavad anoodi jaoks nikkeloksühüdroksiidi (NiOOH) ja a sulam metallhüdriid katoodina. Neil on võrreldes Ni-Cd akudega suurem kandevõime ja väiksem mäluefekt ning need ei mõjuta ka keskkond kuna neil puudub Cd (väga saastav ja ohtlik). Nad olid elektrisõidukites kasutamise pioneerid, kuna need on täiesti laetavad.
- Liitium-ioon (Li-ION) akud. Nad kasutavad elektrolüüdina liitiumisoola. Need on maailmas enim kasutatud akud elektroonika väikesed, näiteks mobiiltelefonid ja muud kaasaskantavad seadmed. Need paistavad silma oma tohutu energiatiheduse poolest, millele lisandub asjaolu, et nad on väga kerged, väikese mõõtme ja heade tööomadustega, kuid nende maksimaalne eluiga on kolm aastat. Teine nende eelis on nende vähene mäluefekt. Lisaks võivad need ülekuumenemisel plahvatada, kuna nende elemendid on tuleohtlikud, mistõttu on nende tootmiskulud kõrged, kuna turvaelemendid peavad olema paigaldatud.
- Liitiumpolümeer (LiPo) akud. Need on tavaliste patareide variatsioon liitium, neil on parem energiatihedus ja parem tühjenemiskiirus, kuid nende puuduseks on see, et need ei ole kasutuskõlbmatud, kui nende laetus langeb alla 30%, seega on oluline mitte lasta neil täielikult tühjeneda. Samuti võivad need üle kuumeneda ja plahvatada, mistõttu on väga oluline mitte kunagi liiga kaua oodata aku vaatamisega või hoida seda alati turvalises kohas, eemal süttivatest ainetest.
Aku ja aku
Paljudes hispaania keelt kõnelevates riikides ainult terminaku.
Tingimused aku Y aku selles kontekstis on need sünonüümid ja pärinevad inimeste elektriga manipuleerimise algusaegadest. Esimesed akumulaatorid koosnesid elementide rühmadest või metallketastest, et suurendada algselt tarnitud voolu, ja mida sai paigutada kahel viisil: üksteise kohal, moodustades aku, või kõrvuti, kujul aku.
Tuleb aga selgitada, et paljudes hispaania keelt kõnelevates maades kasutatakse ainult terminit aku, ja see on eelistatud akumulaator teistele elektriseadmetele, näiteks kondensaatoritele jne.