Akutehnoloogia turvavalgustuse jaoks

Laialt levinud üksmeel on selles, et elekter, mida on kasutatud umbes üheksateistkümnenda sajandi keskpaigast, hoolimata sellest, et see leiti palju varem, on üks suurimaid avastusi, mis on avaldanud olulist positiivset mõju maailma rahvastikule.

Akud on tavalised selles mõttes, et neid kasutatakse kõikjal ja need annavad toite paljudele seadmetele, alates väikestest seadmetest, nagu arvutid ja mobiiltelefonid, kuni suuremateni, nagu sõidukid ja kaubikud.

Kuigi kõik nimetavad kahe või enama elemendiga keemilist seadet "patareiks", on õige termin tegelikult "rakk", kuna sõnal "patarei" on sõjaline tähendus ja see viitab relvade koos töötamisele. Sellel keemilisel seadmel on võime salvestada keemilist energiat, mis muundatakse alalisvooluks. Tänapäeval turul leiduvate patareide valik on peaaegu piiramatu, ulatudes kellades kasutatavatest pisikestest primaarpatareidest kuni tohutute megavatise võimsusega sekundaarakudeni, mida kasutatakse energiasalvestina ja vajadusel linnade toiteks.

Põhimõtteliselt on kahte erinevat tüüpi akusid ja need võib liigitada esmaseks akuks, mis tähendab, et see ei ole taaslaetav ja seda peetakse "kasutage seda ja pange prügikasti" (kuid loomulikult taaskasutatud) tüüpi. toode või sekundaarne aku, mis tähendab, et see on laetav ja jaguneb kaheks tööpiirkonnaks. Seda tüüpi patareisid kasutatakse elektriseadmetes, nagu käekellad ja laste mänguasjad. Esiteks on akusid, mida saab kasutada selliste seadmete nagu mobiiltelefonid või sülearvutid laadimiseks ja tühjendamiseks, või teiseks on akusid, mida saab laadida ja seejärel vajaduse korral toidet pakkuda, näiteks elektriautodes. Selle teise tüübiga, mida kasutatakse avariivalgustuseks, on aku pidevalt laetud ja valmis pakkuma elektrit juhuks, kui hoone peaelektrisüsteem peaks vajalikul hulgal energiat tühjenema.

Primaarpatareide jaoks kasutatakse sageli mitmesuguseid kemikaale, sealhulgas leelis-, tsink/süsinik ja viimasel ajal ka liitium. Neid kemikaale tuntakse kuivelementidena, kuna need ei vaja voolu voolamiseks niiske pasta elektrolüüti. Kui pliihappeelementide tehnoloogia töötati esmakordselt välja sekundaarsete akude jaoks, olid kõik muud akud esmased. Pliihappeakusid, tuntud ka kui SLI-akusid (käivitus-/tule-/süüteakud), nimetatakse "märgadeks elementideks", kuna need sisaldavad vedelat elektrolüüti. Neid on erinevates suurustes, alates väikseimast 1Ah kuni 12,000Ah. Seda tehnoloogiat on kasutatud energia tsentraalseks salvestamiseks hoonetes erinevate pingetega, varustades toidet keskakusüsteemide käitamiseks, kui see on hädatulede jaoks vajalik.

Akutehnoloogia arenedes võeti kasutusele nikkel-kaadmiumakud, millele järgnesid nikkel-metallhüdriidakud ja veelgi hiljuti liitiumioonakud, mis on nüüdseks standardiks saanud. Pinge, mida akuelemendid tavaliselt toodavad, ulatub väga madalast pingest umbes 3–4 voltini, kusjuures suuremad pinged ja suurem vooluvarustus saavutatakse lisaelementide paigaldamisega. Paralleelahelasse pandud elementide toodetud kollektiivelemendid annavad rohkem voolu, samas kui jadaahelas paiknevate elementide toodetud kollektiivelemendid toodavad rohkem pinget, pakkudes lahendust nii suurema voolu kui ka pinge suurendamiseks.

NI-Cd (Ni-Cad)=NICKEL CADMIUM See on üks varasemaid akutehnoloogiaid ja nende akutüüpide eeliste hulka kuulub suurepärane töökindlus, võime taluda kõrget tühjenemist erinevatel temperatuuridel ja pikendatud aku säilivusaeg ja kasutusiga. Need akud toodavad nikkeloksiidi katoodi (NiOOH) ja metallkaadmiumi (Cd) anoodi kasutades umbes 1,2 volti pinget. Laadimisele järgneva osalise tühjenemise peamine puudus on see, et aku kaotab oma "mälu", mis vähendab aja jooksul maksimaalset laadimisvõimet. Lisaks võib neid kahjustada ülelaadimine. Nende Ni-Cd akude eeliseks on see, et neil on kiire laadimis- ja tühjenemiskiirus ning need töötavad laias temperatuurivahemikus.

Ni-MH ehk nikkelmetallhüdriid on suhteliselt uus tehnoloogia, mis kasutab nikkeloksiidi (NiOOH) ja metallisulamit. Laadimisprotsessi ajal hoitakse vesinikku metallhüdriidi tootmiseks, mis seejärel tühjenemise ajal vabaneb. Selle tehnoloogia eeldatav eluiga on 3000 tsüklit. Sellegipoolest on sellel vaid umbes 60 protsenti sama suurusega liitiumioonelemendi võimsusest. Nikkelmetallhüdriidelemendi mahutavus võib olla kaks kuni kolm korda suurem kui samaväärse suurusega nikkel-kaadmiumaku. Erinevalt mõnest vananenud akutehnoloogiast on need väidetavalt ökoloogiliselt healoomulised, kuna ei sisalda kaadmiumi, elavhõbedat ega pliid.

LI-ION – liitiumioon Esimese asjana tuleb märkida, et akusid on kahte tüüpi: liitiumioon ja liitiumioon. Esimene on põhiaku ühekordseks kasutamiseks, teine ​​aga sekundaaraku, mida saab laadida. Viimastel aastatel on tööstuses toimunud revolutsioon tänu liitiumioontehnoloogia esilekerkimisele 1970. aastatel, mida nüüd kasutatakse paljudes seadmetes, alates mobiiltelefonidest ja sülearvutitest kuni kõikide transpordiliikideni. Katood, mis määrab liitiumioonaku mahutavuse, anood, mis võimaldab voolu voolata, elektrolüüt, mis koosneb sooladest, lahustitest ja lisanditest, ja lõpuks eraldaja, mis toimib kontaktide hoidmise barjäärina. peale. Tühjendamisprotsessi ajal voolavad liitiumioonid negatiivselt positiivsele ja siis aku laadimise ajal uuesti tagasi. Selle eluiga on 500–1,000 tsüklit, kuna töötamine kõrgema temperatuuriga tingimustes võib põhjustada töö ebastabiilsuse.