Sekundární článek Akumulátor.

Prezentace na téma: "Sekundární článek Akumulátor."— Transkript prezentace:

1 Sekundární článek Akumulátor

2 Akumulátor je technické zařízení na opakované uchovávání energie, obvykle elektrické.
Akumulátor je sekundární článek, který je potřeba nejdříve nabít a teprve potom je možné jej použít jako zdroj energie. Na rozdíl od sekundárních článků (akumulátorů) primární články dodávají energii ihned po svém sestavení a zpravidla je není možné dobíjet, například zinkouhlíkové baterie.

3 Druhy akumulátorů energie
Akumulátory energie pracují na různých principech například tepelné, chemické či jiné akumulace energie. Nejznámější je průmyslový princip akumulace energie do potenciální energie vody v přečerpávacích elektrárnách, rybních či přehradách. V případě, že elektřina slouží k výrobě tepla, dá se akumulovat i vytvořené teplo. Na tomto principu jsou založena akumulační kamna nebo bojler. Základní druhy akumulátorů elektrické energie: Elektrochemický akumulátor Tepelný akumulátor Mechanický akumulátor

4 Elektrochemický akumulátor
Nejběžnější typy akumulátorů jsou založeny na elektrochemickém principu. Elektrochemické akumulátory využívají přeměnu elektrické energie na energii chemickou, kterou je možno v případě potřeby transformovat zpět na elektrickou energii. Princip akumulátoru Procházející proud v elektrochemickém akumulátoru vyvolá vratné chemické změny, které se projeví rozdílným elektrochemickým potenciálem na elektrodách. Z elektrod se pak dá čerpat elektrická energie zpět. Protože jsou napětí na článcích elektrochemických akumulátorů relativně malá (okolo 1,2 – 3,7 V), jsou tyto články také sdružovány do akumulátorových baterií pro dosažení vyššího napětí.

5 Porézní izolační hmota
AKUMULÁTOR Galvanický článek, který lze elektrolýzou opakovaně nabíjet. Využívá se v automobilech a všude tam, kde by mohl výpadek elektřiny ze sítě ohrozit provoz - v osvětlovacích zařízeních, nemocnicích, zabezpečovacích zařízeních, v telekomunikaci, v jaderných elektrárnách... Zátka Pól Hladina elektrolytu Spojovací můstek Přepážka Pb deska Zesílené dno Porézní izolační hmota Přepážka PbO2 deska

6 porézní izolační hmota
Akumulátor - řez spojovací můstek přepážka Pb deska PbO2 deska Pomůcky : pilka na železo, akumulátor ze Simsonu /bez kyseliny/ porézní izolační hmota zesílené dno

7 - + Princip akumulátoru Pb Pb + PbO2 Pb + H2SO4 ↓ PbSO4 + H2
Na obou elektrodách probíhají redoxní reakce. Poskytuje stejnosměrný proud o velikosti 6,12, 24 V. - + Pb Pb + PbO2 Pb + H2SO4 ↓ PbSO4 + H2 PbO2 + H2SO4 ↓ PbSO4 + H2 Pb0 ↓ PbII OX. PbIV ↓ PbII RED. H2SO4 - 2e- + 2e- Elektrody se při reakci s kyselinou pokrývají vrstvou PbSO4. Ta brání průchodu elektronů = akumulátor je vybitý. Redoxní reakce jsou chemické reakce, při kterých se mění oxidační čísla atomů. Každá redoxní reakce je tvořena dvěma poloreakcemi, které probíhají současně. Tyto dvě poloreakce jsou oxidace a redukce. Při oxidaci se oxidační číslo atomu zvyšuje, atom tedy ztrácí elektrony, při redukci se oxidační číslo snižuje, atom tedy elektrony přijímá.

8 Nabíjení akumulátoru Principem je obrácení směru reakcí. Akumulátor připojíme ke zdroji stejnosměrného proudu stejné velikosti, ale opačného směru. To způsobí obrácení směru reakcí – rozpuštění PbSO4. Akumulátor je opět ve stavu, v jakém byl před vybíjením. Zdroj obrázků : - prodejna autoakumulátorů

9 Rozdělení elektrických akumulátorů
Podle typu elektrolytu s kyselým elektrolytem se zásaditým elektrolytem s bezvodým elektrolytem Podle provedení otevřené uzavřené (též hermetické nebo řidčeji plynotěsné) Podle principu Olověný (Pb) Nikl-kadmiový (NiCd) Nikl-metal hydridový (NiMH) Nikl-železný (Ni-Fe) Nikl-zinkový (Ni-Zn) Stříbro-zinkový (Ag-Zn) Lithium-iontový (Li-ion) Lithium-polymerový (Li-Pol) Lithium-železo fosfátový akumulátor LiFePO4 (Li-FePO4) Sodíkovo-sírový (Na-S) Alkalický (RAM)

10 Rozdělení elektrických akumulátorů
Podle použití průmyslové akumulátory standardní aplikace vojenské aplikace pro vysoké odběrové proudy rychlonabíjecí pro trvalé dobíjení pro vysoké teploty s MBU (Memory Back-up) Podle tvaru válcové (tužkové) diskové (knoflíkové) podle průměru (např. Ø 6,8 mm, Ø 11,5 mm, Ø 15,5 mm, Ø 25 mm, …) oválné hranolovité (+ jejich sestavy)

11 Životnost Životnost většiny elektrochemických akumulátorů se pohybuje řádově ve stovkách nabíjecích/vybíjecích cyklů; např. NiMH akumulátory 500–1000 cyklů. Po tuto dobu postupně klesá kapacita akumulátoru (tj. celkový náboj, který je při plném nabití schopen pojmout - odlišné od veličiny elektrická kapacita!) kvůli chemické korozi jeho elektrod. Životnost je značně ovlivněna způsobem vybíjení a nabíjení a také provozní teplotou.

12 Využití Akumulátory se využívají v mnoha složitějších strojích jako pomocný zdroj energie. Olověné akumulátory jsou součástí prakticky každého automobilu jako zdroj pro startér. Akumulátory pohání klasické ponorky, jsou prováděny i pokusy s pohonem mnoha dalších dopravních prostředků. Elektromobily zatím obyčejné automobily nenahradily, ale jako golfové vozíky nebo akumulátorové vozíky na nádražích a ve skladových areálech se užívají již desítky let. Důležité je i využití ve spotřební elektronice. Je jimi vybaven například notebook nebo mobilní telefon. Akumulátor je součástí nepřerušitelného zdroje energie - UPS. Akumulátory jsou také součástí nouzových svítidel. Nouzová svítidla zajišťují osvětlení při výpadku dodávek elektrické energie. U tramvají zajišťují akumulátory takzvaný nouzový pojezd - při průjezdu mycí linkou není normální napájení z troleje možné.

13 Definuj co je to akumulátor.
Otázky ke zkoušení Definuj co je to akumulátor. Vysvětli jaký je rozdíl mezi primárními a sekundárními články. Vyjmenuj jaké jsou základní druhy akumulátorů. Jaké je rozdělení elektrických akumulátorů podle typu elektrolytu. Jaké je rozdělení elektrických akumulátorů podle provedení. Jaké je rozdělení elektrických akumulátorů podle principu (napiš alespoň 3 možnosti). Jaké je rozdělení elektrických akumulátorů podle použití (napiš alespoň 3 možnosti). Jaké je rozdělení elektrických akumulátorů podle tvaru. Vysvětli co je to životnost akumulátoru. Jaké je využití akumulátorů ?