Mi történik egy akkumulátorban?

Az akkumulátor belsejében számos alapvető folyamat játszódik le, amelyek lehetővé teszik az akkumulátor anyagaiban tárolt kémiai energia elektromos energiává történő átalakítását. Íme egy áttekintés arról, hogy mi történik az akkumulátor belsejében:

1. Kiinduló állapot:

- Az akkumulátor két elektródából (anódból és katódból) áll, amelyeket elektrolit (folyékony vagy szilárd) választ el egymástól.

- Az anód (negatív terminál) hajlamosabb az elektronok leadására (oxidációs potenciál), míg a katód (pozitív terminál) nagyobb az elektronfelvételi hajlam (redukciós potenciál).

2. Kémiai reakciók:

- Ha az akkumulátort egy áramkörhöz (terheléshez) csatlakoztatják, akkor egy teljes áramkör jön létre.

- Az oxidáció az anódon megy végbe:Az anód anyagában lévő fématomok (pl. cink egy cink-szén akkumulátorban) elektronokat veszítenek, pozitív töltésű ionokká (Zn2+) válnak.

- Redukció a katódon történik:a katód anyagában lévő pozitív ionok (pl. réz(II)-oxid egy cink-szén akkumulátorban) elektronokat nyernek, így semleges fématomokká (Cu) válnak.

- Ezek a redox reakciók elektromos potenciálkülönbséget generálnak az elektródák között.

3. Elektronáramlás:

- Az anódnál az oxidáció során felszabaduló elektronok a külső áramkörön keresztül a katódra jutnak, elektromos áramot hozva létre.

- Az akkumulátor belsejében pozitív töltésű ionok (kationok) mozognak az elektroliton keresztül a katód felé, míg a negatív töltésű ionok (anionok) az anód felé, hogy fenntartsák az elektromos semlegességet.

4. Ionos mozgás:

- Az ionok elektroliton keresztüli mozgása teszi teljessé az akkumulátor belső áramkörét.

- Az elektrolit elősegíti az ionvándorlást, lehetővé téve a kémiai reakciók folytatódását és az elektromos áram áramlásának fenntartását.

5. Potenciális különbség és feszültség:

- Az anód és a katód elektromos potenciálkülönbsége feszültséget hoz létre.

- Az akkumulátor feszültsége az elektródákhoz és az elektrolithoz használt konkrét anyagoktól függ.

Az akkumulátoron belüli kémiai reakciók előrehaladtával a reagensek fokozatosan elfogynak, és az akkumulátor végül lemerül. Az akkumulátor újratöltése vagy cseréje szükséges a tárolt kémiai energia helyreállításához. A különböző típusú akkumulátorok eltérő kémiai rendszereket alkalmazhatnak, de az alapvető elvek hasonlóak maradnak.