اسید باتری چیست + آشنایی با خطرات آن

این اسید چیست؟

باتری های اسید سرب با تعدادی سلول منفرد ساخته شده که حاوی لایه هایی از صفحات آلیاژ سرب غوطه ور در یک محلول الکترولیت هستند. اما این محلول الکترولیت چیست؟ به طور معمول این محلول که همان اسید باتری است از اسید سولفوریک 35٪  (H2SO4) و  آب 65٪ساخته شده است. توجه داشته باشید که سرب خالص (Pb) بیش از حد نرم است و مقاومت چندانی ندارد ، بنابراین در ساخت باتری ها مقادیر کمی از فلزات دیگر به منظور افزایش مقاومت مکانیکی و بهبود خواص الکتریکی به آن اضافه می شود. متداول ترین مواد افزودنی آنتیموان (Sb) ، کلسیم (کلسیم) ، قلع (Sn) و سلنیوم (Se) است. هنگامی که اسید سولفوریک با صفحه های سربی تماس داشته باشد ، یک واکنش شیمیایی اتفاق می افتد و انرژی تولید می شود.

اما چرا اسید سولفوریک؟

چزا از سایر اسید ها مانند نیتریک اسید و هیدروکلریک اسید در این باتری ها استفاده نمی شود؟

واکنش های الکتروشیمیایی اساس تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی در باتری ها است. واکنش الکتروشیمیایی یک واکنش کاهش اکسیداسیون است که در آن الکترون ها از طریق یک مدار خارجی هدایت می شوند و در آنجا کار انجام می شود و انرژی آزاد می گردد.

در هنگام تخلیه باتری ، الکترون های آزاد شده در الکترود منفی (کاتد) از طریق یک مدار خارجی عبور می کنند و به الکترود مثبت (آند) می رسند. خنثی بودن شارژ درون باتری با حرکت یونها در الکترولیت ایجاد می شود.بنابراین ، الکترولیت لازم است که رسانای خوبی داشته باشد. الکترولیت موجود در باتری ممکن است در واکنش های رخ داده در الکترودها شرکت کند یا نکند ، اما باید از واکنش ها پشتیبانی نماید. به عنوان مثال ، الکترولیت در واکنش سلول در باتری های نیکل-کادمیوم و یون لیتیوم شرکت نمی کند و تنها در نقش پشتیبان کننده و هدایت کننده ی یون ها ظاهر می شود.

در باتری اسید سرب (که معمولاً برای شروع روشنایی و احتراق در اتومبیل استفاده می شود) تشکیل سولفات سرب توسط اکسیداسیون سرب در آند و کاهش دی اکسید سرب در کاتد رخ می دهد (از آنجا که محصول تخلیه باتری بر روی هر دو الکترود آندو کاتد،سولفات سرب است ، از این واکنش گاهی به عنوان واکنش دو سولفات نیز یاد می شود)

تشکیل محصولات سولفات سرب شامل اسید سولفوریک است که الکترولیت مورد استفاده در این باتری ها می باشد. در هنگام شارژ باتری ، سولفات سرب دوباره به دی اکسید سرب و سرب تبدیل می شود و اسید سولفوریک را در الکترولیت آزاد می کند.از آنجا که اسید سولفوریک در طی فرآیند تخلیه مصرف می شود و در طی فرآیند شارژ آزاد می شود ، وزن مخصوص الکترولیت در هنگام استفاده و شارژ باتری تغییر می کند.بنابراین ، از وزن مخصوص الکترولیت به عنوان شاخص وضعیت شارژ باتری های اسید سرب استفاده می شود. از آنجا که واکنش های اساسی و پایه ای در باتری شامل جذب و آزاد سازی مولکول های اسید سولفوریک است ، از الکترولیت اسید سولفوریک در این نوع باتری های سربی استفاده می شود.

با این حال توجه کنید که:

امکان استفاده از الکترولیت های دیگر با زوج دی اکسید سرب-سرب وجود دارد. این الکترولیت ها شامل اسید پرکلریک ، اسید فلوئوربوریک ، اسید فلوروسیلیسیک و غیره هستند اما مشکلات استفاده از این اسید ها، کاربرد آنها را به عنوان الکترولیت محدود می کند. به عنوان مثال ، اسید پرکلریک یک ماده منفجره بالقوه در تماس با مواد آلی است.

همین امر موجب شده است تا کنون اسید سولفوریک به عنوان پر استفاده ترین و مهم ترین اسید باتری شناخته شود.

برای آشنایی بیشتر با اسید سولفوریک کلیک کنید

آیا می توان الکترولیت های دیگری استفاده کرد؟

استفاده از الکترولیت مورد استفاده در باتری ها به نوع این باتری ها بستگی دارد. در باتری های مورد استفاده در خودرو ها (باتری های سربی) اسید سولفوریک بهترین بازدهی را از خود نشان می دهد.

با این حال در مورد سلولهای خشک دی اکسید روی – منگنز ، از انواع الکترولیتهای خنثی / قلیایی مانند کلرید آمونیوم ، کلرید روی و هیدروکسید پتاسیم (پتاس) می توان استفاده نمود.

منبع:

ویکیپدیا

برای خرید و فروش مواد شیمیایی با بازرگانی شیمیایی تهران در ارتباط باشید

تلفن تماس: 02191006570