Menu:

Acumulatori

Sursele electrochimice de putere sau sursele chimice de curent reprezinta convertizoare care transforma energia chimica din substantele electroactive direct in energie electrica; ele constituie sisteme de conversie electrochimica a energiei si se mai numesc si pile galvanice.

Convertizoarele electrochimice se clasifica in 4 grupe mari: pile galvanice primare, pile galvanice secundare, pile de combustie si pile hibride. In cele dintai, energia electrica se produce pe seama unor reactanti (specii electroactive) ce se gasesc in cantitate limitata si a caror epuizare se soldeaza cu scoaterea din uz a pilei; regenerarea pilelor primare nu are loc, deoarece reactia electromotorie activa nu este reversibila. In pilele secundare partenerii de reactie consumati in timpul productiei de energie electrica (descarcare) se pot regenera printr-un proces de electroliza, numit incarcare; functionarea acestui gen de pile se bazeaza pe o reactie electromotorie activa reversibila. Pilele hibride contin un electrod de pile de combustie si altul de metal sau oxid metalic.

Pilele secundare sunt sisteme electrochimice de stocare (acumulare) a energiei electrice sub forma de energie chimica, a caror functionare se bazeaza pe reactii electromotrii active reversibile. Desfasurarea spontana a reactiei electrochimice corespunde transformarii energiei chimice in energie electrica si coincide cu descarcarea acumulatorului, deci furnizarea de curent electric. In cursul procesului de incarcare a acumulatorului, energia electrica furnizata de o sursa de curent continuu regenereaza substantele electroactive, reactia electromotrie activa desfasurandu-se in sens invers celei initiale.

Diferenta esentiala dintre sursele electrochimice (pilele) primare si cele secundare consta tocmai in posibilitatea reincarcarii celor din urma. Numarul de reincarcari posibile pentru o pila secundara, depinde de conditile de utilizare si de gradul de reversibilitate al reactiei electromotorie active. Este de dorit ca acesta din urma sa fie apropiat de 100% pentru asigurarea unei eficiente superioare si a unei andurante mari.

Spre deosebire de pilele primare, care se epuizeaza dupa descarcare, o pila secundara devine ineficienta numai dupa un numar de cicluri incarcare-descarcare, de obicei de ordinul miilor, in urma unor transformari ireversibile legate de degradarea masei acive, aparitia unor specii electrice neconductoare, coroziunea unor parti constructive (gratare, legaturi), deprecierea electrolitului (carbonatarea, sulfatarea) etc.

Functionarea acumulatoarelor se bazeaza pe desfasurarea unor reactii electrochimice in care energia chimica se transforma in energie electrica si reciproc. Un acumulator (celula electrochimica secundara) este alcatuit din doi electrozi imersati intr-un electrolit comun.

Daca doua sau mai multe asemenea celule (elemente) sunt legate in serie sau in paralel, se obtine o baterie de acumulatoare.

Trasatura generala a unei pile electrochimice secundare este schimbarea conductiei electronice in conductie ionica, la granita interfazica conductor electronic / electrod / conductor ionic. Schimbarea de conductie se realizeaza printr-o reactie electrochimica (reactie chimica insotita de transfer de sarcina).

In procesul de descarcare celula functioneaza ca pila electrica, diferenta de potential electrochimic dintre electrozi determinand aparitia unui curent electric. Electronii parasesc anodul unde are loc oxidarea masei active si circula spre catod unde se desfasoara un proces de reducere; cand diferenta de potential devine nula, sursa de electroni este epuizata si trebuie reincarcata.

In timpul incarcarii acumulatorul se comporta ca o celula de electroliza, o sursa exterioara furnizand electroni pentru transformarea energiei electrice in energie chimica ce se inmagazineaza.

Succesiunea reactiilor de incarcare-descarcare se considera un ciclu.