Nola funtzionatzen du bateria teknologikoak?
Plomo eta azidoak jende gehienak ezagutzen dituzten bi gauza dakizkieke. Lead metal astunak dira, osasun arazoek garbitasun-zerrenda osoa sor dezakete eta azidoa, ondo, azidoa da. Hitzaren aipamen soilak fluoreszentea duten likido berdeen irudiak eta munduko dominazioaren menpe dauden zientzialari madarikatuak irudikatzen ditu.
Baina txokolatea eta kakahuete-gurina bezalakoak, beruna eta azidoa ez dirudi elkarrekin egoteko, baina egiten dute. Bateria eta azukarik gabe, ez genuke autoa bateriarik eta autoaren bateriarik gabe, ez dugu osagarri modernorik (edo oinarrizko beharrezkotzat), argi moduko funtzionalik behar ez duten funtzio elektriko bat. Beraz, nola, zehazki, bi substantzia hilgarri horiek elkarrekin automobilgintzarako sistema elektronikoen oinarri sendo eta solidarioa biltzen dute? Erantzuna, esaldiaren itzulera eskatzeko, oinarrizkoa da.
Energia elektrikoa gordetzeko zientzia
Bateria elektrikoak biltegiratze ontziak besterik ez dira, karga elektriko bat edukitzeko gai direnak eta, ondoren, kargan kargatzeko. Bateria batzuk korronte elektrikoa sortzen dute oinarrizko osagaietatik muntatzen direnean. Bateria hauek lehen mailako bateriak deritze eta ohiko kargak agortu egin direnean ezabatzen dira normalean. Car bateriak bateria elektrikoaren kategoria desberdin batean sartu daiteke, kargatzeko, deskargatzeko eta kargatzeko behin eta berriro. Bigarren mailako bateriek erreakzio kimiko itzulgarria erabiltzen dute, bateria kargagarri batetik bestera desberdina.
Jende gehienak erraz ulertu ahal izateko, dendan erosten dituzun AA edo AAA bateriak zure urruneko kontrolpean mantentzen dira eta, ondoren, bota egiten direnean lehen bateriak hiltzen dira. Zink-karbonoak edo zinkak eta manganesozko dioxido zelulak dira, normalean, korronteak kargarik gabe hornitzeko gai dira. Hiltzen direnean, bota itzazu, edo behar bezala bota, nahiago baduzu.
Jakina, AA edo AAA bateriak beraiek erosi ahal izango dituzu "kargatzeko" inprimakia kostatzen dela. Bateria kargagarri horiek normalean nikel-kadmioa edo nikel-metal hidruro zelulak erabiltzen dituzte. Alkalinozko bateriak tradizionalak ez bezala, NiCd eta NiMH bateriak ez dira muntatzeko uneko muntaia jasotzeko gai. Horren ordez, korronte elektrikoa zeluletara aplikatzen da, eta bateria kimikoaren erreakzio bat eragiten du. Bateria zure urruneko kontrolean itsasten duzu eta hiltzen denean, kargagailuan jarriko duzu eta korronte baten aplikazioak altxatzean gertatutako prozesu kimikoa berraztertzen du.
Car-bateriak, beruna eta azido sulfurikoa erabiltzen dituztenak, nikel-oxihidroxidoa eta hidrogeno-xurgapenezko aleazioa erabiltzen dituztenak, NiMH bateriak antzekoak dira. Korronte elektrikoa bateriarekin aplikatzen denean, erreakzio kimikoa gertatzen da eta karga elektriko bat gordetzen da. Karga bateriarekin konektatuta dagoenean, erreakzio hori alderantzikatzen da eta korronte bat karga ematen zaio.
Energia gordetzea Lead eta Acid-ekin
Karga elektriko bat arkaiko soinuak gordetzeko eta azidoa erabiltzean, hau da. Lehen berunezko azidoaren bateria 1850. urtean asmatu zen eta autoa erabiltzen duen bateriaren oinarrizko printzipio berberak erabiltzen ditu. Diseinuak eta materialak urteetan zehar garatu dira, baina oinarrizko ideia bera da.
Bateria berunezko bateria askatzen denean, elektrolitoak azido sulfurikoaren disoluzio diluitza bihurtzen du; hau da, batez ere, H20 argizaria H2SO4 batzuek inguruan flotatzen dutela. Plateen plakak, azido sulfurikoa xurgatu ondoren, nagusiki sulfatoa bihurtu da. Korronte elektrikoa bateriarekin aplikatzen denean, prozesu hori alderantzikatzen da. Sulfatoko plater beruna plaka bihurtzen da (batez ere), eta azido sulfurikoaren soluzio diluituak kontzentratuago bihurtzen dira.
Horrek ez du energia elektrikoa biltegiratzeko modurik eraginkorragorik, zelulak astunak eta handiak energia gordetzen duten zenbatekoarekin konparatuz, baina gaur egun oraindik ere erabiltzen diren bi bateria-azido pilak erabiltzen dira. Lehenengoa ekonomia materia da; Lead-acid bateriak askoz ere merkeagoak dira beste edozein aukera baino fabrikatzeko. Beste arrazoi bat, berun-azidoen bateriak aldi berean eskatzen duten kantitate izugarriak eskaintzea da, bakar bateragarritasun gisa erabiltzeko bereziki egokiak baitira.
Nola txikia da zure zikloa?
Bateria auto tradizionalak batzuetan SLI bateriak aipatzen dira, eta "SLI" abiarazten, argiztatzen eta pizten da. Abisu honek bateria-pilaren helburu nagusiak argi erakusten ditu, edozein autoaren bateriaren lan nagusia hasierako motorea, argiak eta pizteak motorraren aurretik martxan jartzea izan baita. Motorea martxan jarri ondoren, alternadorea beharrezko energia elektrikoa eskaintzen du eta bateria kargatzen da.
Erabilera mota hau lanaren zikloaren azaleko azalera da, egungo korronte kopuru labur bat ematen baitu, eta hori automobilen bateriak bereziki diseinatuta daude. Kontuan izanik, automobileko baterien modernoak berunezko plaka meheak dituzte, elektrolitoaren esposizioaren gehienezko esposizioa ahalbidetzen duena eta epe motzerako amperaje posibleena eskaintzen du. Diseinu hau beharrezkoa da hasierako motorren egungo eskakizun handiak direla eta.
Bateriak hasiz gero, ziklo sakoneko bateriak "ziklo sakonagoa" diseinatutako berun-azidoaren bateria mota bat dira. Plaken konfigurazioa desberdina da, beraz, ez dira egokiak eskariaren egungo kantitate handiak hornitzeko. Horren ordez, potentzia gutxiago ematen dute denbora kopuru handiagoa lortzeko. Zikloa "sakonagoa" da luzeagoa delako, baizik eta orokorrean alta handiagoa izatea baino. Batetik bateragarritasunik ez dutenez, automatikoki eguneratzen dira erabilera bakoitzaren ondoren , ziklo sakoneko bateriak poliki-poliki deskargatzen dira, maila seguru batean berriro kargatzeko. Bateria hasteko, ziklo sakoneko baterien azidotasunak ez dira gomendatutako maila azpian deskargatuko, kalte iraunkorrak ekiditeko.
Pakete desberdina, Teknologia bera
Bateria-azidoen bateriak atzean duen oinarrizko teknologiak gutxi gorabehera berdinak izan arren, material eta teknika aurreratuek zenbait aldakuntza eragin dituzte. Ziklo zikin sakonak, noski, beste plaka batzuen konfigurazioa erabili behar da, ziklo sakonagoa egiteko. Beste aldakuntzek are gehiago hartzen dute.
Bateria-azidoaren bateria-teknologiaren aurrerapen handiena seguruenik balbula-erregulatutako berun-azidoen (VRLA) bateriak izan dira. Eragina eta azido sulfurikoa erabiltzen jarraitzen dute, baina ez dute "urpean", zelula hezea. Horren ordez, gel zelulak edo xurgatutako beirazko marmola (AGM) erabiltzen dituzte elektrolitoarentzat. Prozesu kimikoa oinarrizko mailan berdina da, baina bateriak ez dira deskonposatzen ari, zelula bateria bateriak bezala, eta ez dira ihesak arriskutsuak izan.
VRLA bateriak abantaila ugari baditu ere, askoz ere garestiagoak dira uholde zelularreko bateriak tradizionalak baino. Beraz, teknologiak martxan jartzen jarraitzen badu ere, aukerak oraindik ere gidatzen ari zarete 1860ko teknologiarik aurreratuena zure kanpaiaren azpian, elektrizitate gabe joan ezean. Baina hori oso bestelakoa da baterietan.