W dzisiejszym świecie Akumulator elektryczny stał się bardzo istotnym tematem. Wywierając znaczący wpływ na różne aspekty społeczeństwa, Akumulator elektryczny przykuł uwagę wielu ekspertów i uczonych pragnących zrozumieć jego wpływ i implikacje. Od momentu powstania do chwili obecnej Akumulator elektryczny wywołał debaty, dyskusje i refleksje w różnych obszarach, w tym w polityce, ekonomii, kulturze i technologii. W tym artykule szczegółowo zbadamy zjawisko Akumulator elektryczny, analizując jego pochodzenie, obecny rozwój i możliwe przyszłe trendy.
Akumulator elektryczny, ogniwo wtórne – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym (w przeciwieństwie do ogniw pierwotnych, których nie można ładować). Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.
W akumulatorach występują dwa cykle pracy:
Jednym z podstawowych parametrów akumulatora jest pojemność. Jest to zdolność ogniwa do przechowywania ładunku elektrycznego zwykle wyrażana w amperogodzinach i jednostkach krotnych (w układzie SI jednostką ładunku jest kulomb, 1 Ah = 3600 C). Typowy akumulator samochodowy ma pojemność ok. 50 Ah, co oznacza, że jest zdolny dostarczać prąd o natężeniu 1 A przez 50 godzin, typowe akumulatorki miniaturowe rozmiaru R6 (AA) charakteryzują się ładunkiem rzędu 500–3000 mAh, zatem prąd 100 mA mogą dostarczać przez 5–30 godzin.
W trakcie ładowania przez akumulator prąd płynie w przeciwnym kierunku niż w trakcie jego pracy. Odwracalne reakcje chemiczne powodujące ładowanie i pracę są w istocie takie same, tyle że zachodzą w przeciwnym kierunku. W praktycznie każdym akumulatorze oprócz pożądanych, odwracalnych reakcji chemicznych zachodzą też jednak nieodwracalne reakcje uboczne, które powodują, że z czasem akumulator traci swoje właściwości.
Ładowanie | Praca | |
---|---|---|
Charakter procesów | wymuszony przepływem prądu | samorzutny, generuje prąd |
Kierunek przepływu elektronów w zewnętrznym obwodzie elektrycznym |
zawsze od anody do katody | |
Elektroda oznaczona – | katoda | anoda |
Elektroda oznaczona + | anoda | katoda |
Utlenianie | zawsze zachodzi na anodzie | |
Redukcja | zawsze zachodzi na katodzie |
W zależności od składu elektrolitu i budowy elektrod wyróżnia się następujące rodzaje akumulatorów:
Sprawność akumulatora, czyli stosunek energii oddanej podczas pracy do energii włożonej do akumulatora w procesie ładowania, jest zawsze mniejsza od jedności. W większości akumulatorów sprawność jest rzędu 60%[potrzebny przypis]. Sprawność akumulatorów NiMH osiąga 85%, natomiast akumulatorów Li-ion – 94%.
Jednym z pomysłów na rozwiązanie nadchodzącego problemu braku paliw ropopochodnych (wytwarzanych z ropy naftowej) może być produkowanie samochodów elektrycznych. Auta takie byłyby ładowane raz na jakiś czas z sieci elektroenergetycznej, a energia chemiczna zmagazynowana wewnątrz akumulatora napędzałaby silnik elektryczny w pojeździe. Do ewentualnego rozwiązania w przyszłości pozostanie problem znalezienia odnawialnego źródła energii elektrycznej.
12 czerwca 2009 weszła w życie ustawa o bateriach i akumulatorach z 24 kwietnia 2009 roku, która nakłada obowiązek zbierania zużytych baterii i akumulatorów w celu przekazania ich do recyklingu.