Akumulator

Akumulator (kakav danas poznajemo) pronalazak je Francuza Gastona Plantea nastao još 1859. godine. No, iako su do tada već postojale različite vrste izvora struje, Plante se setio uroniti olovne elektrode u elektrolit (razređenu kiselinu) stvorivši tako akumulator koji se mogao puniti. Tako je još sredinom prošlog veka nastala baterija kakvu, iako prilično izmenjenu, koristimo i u današnjim automobilima.

Akumulator je uređaj koji služi za prozvodnju električne energije neposrednim pretvaranjem hemijske energije u električnu a fizikalno se temelji na principu rada galvanskog članka (baterije) koji se u najjednostavnijem obliku sastoji od 2 elektrode i elektrolita (elektrolit je rastvor, odnosno vodič). Akumulator spada u sekundarne galvanske članke, tj. one u kojima su promjene reverzibilne, što znači da se postupcima punjenja akumulator vraća u početno stanje i tako ponovno čini sposobnim za davanje struje. Elektrode u akumulatoru su sunđerasta olovna ploča (elementarno olovo sive boje, negativna elektroda) i rešetka s olovnim dioksidom (tamno smeđa pozitivna elektroda), dok je elektrolit razređena sumporna kiselina (33% kiseline i 67% destilisane vode). Na temelju razlike potencijala između te dve elektrode dolazi do toka struje među njima. Osnovni element akumulatora je članak (tzv. "čelija") (dve elektrode u elektrolitu međusobno odvojene pregradom) čiji je nazivni napon 2V i kojih ima više, a međusobno su spojeni serijski. Tako su napravljeni akumulatori koji sa 6 članaka daju napon od 12V, no danas se koriste i oni od 6, pa i 24V. Kada se na akumulator priključi potrošač (elektrouređaji u automobilu) elektrode od olovnog dioksida se nabijaju pozitivno, a one od elementarnog olova negativno. Električna struja tada počinje teći s negativnih ploča, preko strujnog kola kroz potrošače, na pozitivne ploče i nazad u kiselinu. Hemijskom reakcijom se na površinu obe elektrode izlučuje olovni sulfat, pri čemu se sumporna kiselina veže s pločama, a elektrolit se pretvara u vodu. Kada se aktivna supstanca obe elektrode u potpunosti pretvori u olovni sulfat akumulator je prazan, tj. više ne može davati struju. Prilikom punjenja akumulatora električnom strujom događa se upravo obrnuta reakcija pri kojoj se olovni sulfat razgrađuje na elementarno olovo i olovni dioksid, a oslobađa se i sumporna kiselina. No, ovaj proces nije večan. S vremenom se na površinama elektroda u ćelijama počinje hvatati kora olovnog sulfata te akumulator postepeno postaje neupotrebljiv, odnosno, nije ga više moguće napuniti.

Kupujete li akumulator prvo što će vas pitati je koliki kapacitet želite. Dakle, osim napona na koji (naravno) treba paziti (iako je danas 12V uobičajeno, pa se to ni ne spominje), značajan je i kapacitet. Radi se u stvari o tome koliko struje može saćuvati neki akumulator, odnosno koliko dugo možemo određenu jačinu struje "izvlačiti" iz njega. Verovatno ste, više puta, čuli za Ampersate, ili ste na nekom akumulatoru videli oznaku Ah iza koje je stajala neki broj. Upravo to je oznaka kapaciteta, a 50 Ah u stvari znači kako (teoretski) taj akumulator može davati struju jačine 1A (Amper) tokom 50 sati. No, iako u teoriji akumulator od 50 Ah možemo prazniti dva dana i dvije noći dok njegov napon ne padne ispod minimalnog (potrebnog za rad elektrouređaja u automobilu), njegov stvarni kapacitet znatno zavisi od temperature. Tako se pri -20°C kapacitet uobičajenog automobilskog akumulatora može smanjiti i do 50%. Uzmemo li pri tome u obzir da elektropokretač motora upravo pri niskim temperaturama troši znatno više struje postaje jasno kako je tokom zime akumulator u većoj opasnosti od pražnjenja, te da hladan motor treba paliti pokrećući ga u kratkim (po nekoliko sekundi) periodima rada elektropokretača.