Przeczytaj
Akumulatory
AkumulatorAkumulator to układ złożony z elektrody dodatniej – katodykatody wykonanej z tlenku wodorotlenku niklutlenku wodorotlenku niklu, oraz elektrody ujemnej – anodyanody wykonanej z metalicznego kadmu lub stopu kadmu i żelaza (o zawartości ok. 20% ). Elektrolitem zaś jest wodny roztwór wodorotlenku potasu lub sodu (najczęściej o stężeniu 6 ). NapięcieNapięcie pojedynczego ogniwaogniwa w akumulatorze wynosi ok. 1,20 V. Pierwsze akumulatory w postaci paluszków AA (R6) miały pojemnośćpojemność 500 mAh. Obecnie jest to ponad 2000 mAh.
Akumulatory powinny być rozładowywane i ładowane w pełnych cyklach tak, aby zachowały swoją pojemność przez długi czas.
Obecnie akumulatory te są prawie całkowicie wyparte przez ogniwa i litowo‑polimerowe.
Reakcje zachodzące w ogniwie
Anoda:
Katoda:
Reakcja sumaryczna, czyli reakcja ładowania i rozładowania, zachodzi zgodnie z równaniem:
Pomimo obecności jonów w poszczególnych etapach procesów elektrodowych w całkowitym bilansie reakcji, elektrolit nie bierze w nich udziału, w przeciwieństwie do akumulatorów ołowiowych, przez co nie można ocenić stanu naładowania akumulatorów na podstawie pomiarów gęstości elektrolitu. Poza tym przy niepełnym ładowaniu akumulatora powstają nierozpuszczalne wodorotlenki zarówno kadmu, jak i niklu, co prowadzi do zmniejszenia pojemności ogniwa.
Zalety i wady akumulatora
Zastosowania akumulatora niklowo‑kadmowego
Wiele pozytywnych cech akumulatorów niklowo‑kadmowych, jak wytrzymałość na wstrząsy i drgania, zdolność do pracy w szerokim zakresie temperatur – od ok. -20°C do ok. +40°C – czy odporność na korozję, mogłyby wskazywać, że ogniwa te będą szeroko wykorzystywane w przemyśle. Niestety ze względu na obecność kadmu i możliwość jego niekorzystnego wpływu na zdrowie człowieka czy środowisko, były stopniowo wycofywane na rzecz nowszych akumulatorów, które nie zawierają tego pierwiastka, np. niklowo‑metalowo‑wodorkowych czy niklowo‑wodorkowych nowej generacji.
Akumulatory niklowo‑kadmowe są niekiedy nadal stosowane do zasilnia urządzeń wykorzystywanych w skrajnych warunkach temperaturowych, do oświetleń awaryjnych oraz w modelarstwie.
Słownik
źródło prądu elektrycznego, składające się z dwóch półogniw; w ogniwach energia chemiczna przekształcana jest w energię elektryczną
rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wiele razy ładowane i rozładowane prądem elektrycznym, w przeciwieństwie do ogniw pierwotnych, których nie można ładować; dla otrzymania wyższych napięć, łączy się ogniwa w baterie lub akumulatory
ogniwo galwaniczne, w którym w charakterze elektrolitu zastosowano roztwory alkaliczne (zasadowe)
symbol napięcia „U”; różnica potencjałów między dwoma elektrodami
w ogniwach galwanicznych, czyli źródłach prądu, jest to elektroda ujemna, przez którą prąd elektryczny wpływa do urządzenia w postaci ładunku ujemnego; w odbiornikach prądu elektrycznego anoda jest elektrodą dodatnią
w ogniwach galwanicznych, czyli źródłach prądu, jest to elektroda dodatnia, przez którą „prąd elektryczny wypływa z urządzenia (elektrony do niego wpływają); w odbiornikach prądu elektrycznego katoda jest elektrodą ujemną
ilość ładunku elektrycznego, wyrażona w amperogodzinach (Ah), jaką może oddać w pełni sprawny i naładowany akumulator do osiągnięcia stanu normalnego wyładowania w temperaturze 25°C
czarna substancja stała, nierozpuszczalna we wszystkich rozpuszczalnikach, podatna na działanie kwasów i zasad; jest składnikiem baterii niklowo‑wodorkowych i niklowo‑kadmowych
Bibliografia
Czerwiński A., Akumulatory, baterie, ogniwa, Warszawa 2005.
Linden D., Reddy T.B., Handbook of batteries, New York 1993.
Gomółka J., Kowalczyk F., Franke A., Współczesne chemiczne źródła prądu, Warszawa 1977.
Czerwiński A. Akumulatory, baterie, ogniwa, Warszawa 2005.