Skąd bierze się energia w akumulatorach?

Akumulatorki wykorzystujemy każdego dnia. Zasilają nasze odtwarzacze MP3, myszki, klawiatury, aparaty cyfrowe i zabawki. Ładujemy je zgodnie z instrukcją oraz zaleceniami specjalistów. Rzadko kiedy jednak zastanawiamy się, na jakiej zasadzie działają. W jaki sposób magazynują energię, którą regularnie uzupełniamy?

Akumulatorki Energizer / fot. techManiaK.pl

Nie każdy jest świadomy tego, że energia w akumulatorach powstaje w wyniku procesów chemicznych. Niektórzy zapewne sądzą, że jest to zwyczajny magazyn prądu – zamknięte w stalowych opakowaniach zwoje drutu, w którym pływają zapętlone impulsy. Taką teorię można jednak włożyć między bajki – „magiczne pojemniki na prąd” w rzeczywistości nie istnieją.

Żeby ustalić, skąd bierze się energia w akumulatorach, należy poznać budowę ogniwa. Z uwagi na różnorodność modeli na rynku, dla ułatwienia przedstawimy najpopularniejszą konstrukcję, czyli NiMH. Co oznacza ten skrót? Są to ogniwa niklowo-metalowo-wodorkowe. Zanim rozszyfrujemy, czemu w nazwie znalazły się trzy związki chemiczne, zobaczmy, jak wygląda konstrukcja ogniwa.

• Zobacz, jakie typy akumulatorków ma w ofercie Energizer

Akumulatorek składa się z kilku elementów. Do wewnętrznej strony stalowego opakowania (zwykle cylindrycznej puszki), przymocowana jest katoda niosąca naturalny, dodatni ładunek elektryczny. Rolę jej przeciwwagi pełni anoda zbierająca ładunki ujemne. Oba elementy są od siebie oddzielone separatorem. Głębiej znajduje się elektrolit. Stanowi on nośnik dla poruszających się w ogniwie jonów. Układ sam w sobie stanowi już działającą całość, jednak abyśmy mogli go wykorzystać, potrzebny będzie jeszcze kolektor, który stanowi rdzeń akumulatora.

Energia w akumulatorach powstaje w wyniku procesów chemicznych.

Teraz, posługując się wspomnianym już przykładem ogniwa NiMH, spróbujmy dopasować poszczególne elementy do konstrukcji akumulatorka. Katodę tworzy płytka niklowa, anodę – stop metali, z którym reaguje wydzielający się podczas ładowania wodór, tworząc wodorek metalu.

W prostych słowach, podczas rozładowywania ogniwo oddaje energię elektryczną w procesie reakcji chemicznej, w której wodorki metalu rozpadają się, uwalniając przy tym elektrony. Te zaś w postaci energii elektrycznej wędrują w stronę ładunków dodatnich (katody) i wychodzą poza konstrukcję ogniwa, zasilając dowolny układ. W akumulatorkach proces ten jest odwracalny. To oznacza, że dostarczając do ogniwa energię elektryczną zmuszamy anodę do pochłonięcia wodoru wraz z przepływającymi przez układ elektronami. W ten sposób zmagazynowana energia przybiera postać energii chemicznej, gotowej do następnego rozładowania.

Uwaga: akumulatorki mają określoną pojemność, powyżej której nie wolno wymuszać reakcji chemicznych w celu zmagazynowania większej ilości energii. Grozi to wylaniem bądź wybuchem akumulatorka!