Аккумуляторы

Аккумуляторы относятся к вторичным источникам электрической энергии, работоспособность которых после разряда может быть восстановлена, т.е. в аккумуляторах используется обратимость токообразующей окислительно-восстановительной реакции.

Например, схема свинцового кислотного аккумулятора имеет вид:

Рb / Н₂SO₄ / PbO₂

Раствор H₂SO₄ имеет концентрацию 33-40% (плотность 1,25…1,30). Токообразующая реакция выражается уравнением:

Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ 2PbSO₄ +2H₂O,

которое получили суммированием катодного и анодного процессов в режимах «разряд» и «заряд». В режиме «разряд» аккумулятор работает как гальванический элемент.

А(-) Pb + HSO - 2е PbSO₄+ H⁺

K(+) PbO₂ + HSO+ 3H⁺+ 2е PbSO₄ +2H₂O

В режиме «заряд» под действием внешнего источника тока обеспечивается обратное разряду направление перемещения электронов. На катоде:

PbSO₄ +H⁺ + 2e Pb + HSO(восстановление)

Значит электрод Pb / PbSO₄ – выполняет при зарядке функцию катода, а электрод PbSO₄ / PbO₂ – функцию анода:

PbSO₄ + 2H₂O PbO₂ + HSO+ 3H⁺ + 2e (окисление)

ЭДС свинцового аккумулятора составляет 2В. Т.к. в электродных процессах участвует серная кислота, то Э.Д.С. существенно зависит от концентрации кислоты в растворе. При разрядке H₂SO₄ расходуется, поэтому о степени разряда аккумулятора судят по концентрации электролита, измеряя его плотность.

Кроме кислотных аккумуляторов используются и щелочные аккумуляторы, но они имеют малую ЭДС (1,3…1,4В). Основное их преимущество в лучшей сохранности в перерывах в работе и большем сроке службы. Они используются для питания электрокаров, погрузчиков, различных электровозов.

Большинство аккумуляторов допускает проведение большого числа циклов «заряд-разряд», т.к. в режиме «заряд» в аккумуляторе (в виде химической энергии) накапливается энергия внешнего источника, в режиме «разряд» они возвращаются потребителю.