Olovni akumulator – Od A do Ž

Akumulator je danas najpoznatiji po upotrebi u automobilskoj industriji. Plastični “spremnik električne energije” neizostavan je dio svakog benzinskog ili dizelskog automobila, kao i modernog motocikla.

Akumulator nije obična baterija, jer je konstruiran tako da se može puniti i prazniti. Zbog toga i jeste pogodan za korištenje u automobilskoj industriji, i traje godinama u automobilu, sve dok se u potpunosti ne “isprazni”. Električna energija (dok prolazi kroz akumulator) pretvara se u kemijsku i na taj način se akumulator puni. Kemijska energija unutar akumulatora se pretvara u električnu, čime se akumulator prazni. To je jedan ciklus koji se ponavlja, svakim paljenjem automobila, te vožnjom na nekoj relaciji.

Olovni akumulator se može puniti zbog kemijske reakcije koja se događa unutra i koja je reverzibilna.

Pravilno održavanje akumulatora

Kapacitet akumulatora je izraz koji često čujemo.

Dakle, kapacitet akumulatora označavamo sa Ah (ampersatima). Ova nam veličina pokazuje umnožak vremena pražnjenja akumulatora sa prosječnom jakošću struje pražnjenja. U teoriji to bi bilo to, no, trebamo znati da stvarni kapacitet akumulatora ovisi o još mnogim drugim faktorima.

Kapacitet može oslabiti ako se režim pražnjenja i punjenja ne izvode po optimalnim vrijednostima. Niske radne temperature znatno će smanjiti kapacitet akumulatora. Ako se akumulator prazni, i puni, jačom strujom od potrebne, on će imati manji kapacitet.

Kratka definicija: Količina električne energije koju je u stanju pohraniti neka baterija naziva se kapacitet baterije. U praksi, što veće elektrode i više elektrolita stavimo u jednu ćeliju akumulatora, to će kapacitet biti veći ali će napon uvijek iznositi 2V po jednoj ćeliji.

U normalnom radu akumulator vremenom gubi “vodu” iz elektrolita, pa je potrebno nadopuniti destiliranom vodom, da elektroliti (ćelije) budu u potpunosti uronjene. Prilikom nadopunjavanja trebate paziti da dodajete samo destiliranu vodu, a NIKAKO kiselinu. Količina kiseline (H2SO4) u akumulatoru ostaje uvijek ista (ona NEĆE vremenom ishlapiti). Moguće je da nedostaje kiseline u akumulatoru, ali takav slučaj navodi na zaključak da je sami akumulator negdje napuknuo, i da gubi tekućinu. Ako imate slučaj da je akumulator napuknuo, zamijenite ga što prije.

Koliko je akumulator pun/prazan?

Provjera ispravnosti akumulatora - mjerenje napona
Provjera ispravnosti

Važno je spomenuti da potpuno nov (napunjen) olovni akumulator sa kiselinom, na mjerenju daje između 12,6 i 12,8 V napona.

Isto tako, važno je znati da prazan akumulator nije onaj koji daje 1 ili manje od 1V napona (u teoriji 0V). Akumulator u automobilu nije funkcionalan kada njegov napon padne na 12V. U tom slučaju taj akumulator je praktički neupotrebljiv, ALI je prazan već na 12,20V i manje od toga. Mjerenje napona lako se izvodi uz pomoć mjernog instrumenta, dok je akumulator još u automobilu.

Smatramo da je akumulator na 65% svog kapaciteta, kada u njemu mjerimo 12,4V, dok je recimo na izmjerenih 12,2V kapacitet akumulatora na tek 40% od deklarirane vrijednosti. Prazan akumulator u automobilu isporučuje 12,19V ili manje.

Punjenje i pražnjenje akumulatora (kemijske formule)

Već smo napisali da akumulator izvodi reverzibilne kemijske reakcije, što znači da se može prazniti i puniti.

Prvi olovni akumulator osmišljen je 1859. godine, a konstruirao ga je francuski fizičar Gaston Planté. Taj se uređaj sastojao od olovnih ploča, koje su bile uronjene u razrijeđenu sumpornu kiselinu.

Kada se olovo uroni u sulfatnu kiselinu (sumporna kiselina) površina se obloži slojem olovo(II) sulfata. Ako se kroz ovaj sustav propušta istosmjerna struja na elektrodama će se javiti slijedeće reakcije:

Negativna ploča: PbSO4(s) + 2e– → Pb(s) + SO42-
Pozitivna ploča: PbSO4(s) + 2H2O → PbO2(s) + SO42- + 4H+ + 2e

Na taj se način dobije izvor istosmjerne struje, napona 2V. Da bi postigli radni napon od 12V, ćelije se spajaju serijski, njih 6 – pa dobijemo produkt 6*2=12V (u stvarnosti nešto veći). Sami proces pretvaranja električne energije u kemijsku naziva se punjenje akumulatora.

Spajanjem polova olovnog akumulatora u strujni krug na elektrodama dolazi do sljedećih reakcija:

Negativna ploča: Pb(s) + SO42- → PbSO4(s) + 2e
Pozitivna ploča: PbO2(s) + 4H+ + SO42- + 2e → PbSO4(s) + 2H2O

Proces kojim se kemijska energija pretvara u električnu naziva se pražnjenjem akumulatora. Prilikom pražnjenja akumulatora udio kiseline u tekućini je manji. Voda vremenom može ishlapiti, pa je potrebno nadolijevanje (održavanje akumulatora), dok će količina H2SO4 kiseline uvijek biti ista. Kiselina može nedostajati samo u slučaju fizičkog oštećenja kućišta akumulatora, da tekućina iscuri.

Fotografija preuzeta sa poveznice: https://glossary.periodni.com/glosar.php?hr=olovni+akumulator

Olovni akumulatori danas se često koriste, najviše u automobilskoj industriji i industriji radnih strojeva.

Pogodni su iz više razloga: imaju nisku cijenu, relativno velik napon po ćeliji, malen unutrašnji otpor i mogu dati velike jakosti struje u kratkom vremenu.

Kao glavne nedostatke možemo spomenuti: otrovnost olova, veliku masu i pojavu samopražnjenja.