مبدأ عمل بطارية الرصاص الحمضية، تعتبر بطاريات الرصاص الحمضية إحدى أنواع البطاريات الكهربائية الثانوية التي يمكن إعادة شحنها وتفريغها، حيث تستخدم بطارية الرصاص الحمضية بكثرة في السيارات للقيام بدورها في بدء تشغيل المحرك. فما هو مبدأ عمل بطارية الرصاص الحمضية وما دورها كجزء من أجزاء السيارة.
نبذة تعريفية عن بطارية الرصاص الحمضية
تصنف بطارية الرصاص الحمضية (بالإنجليزية: lead acid battery) كإحدى أنواع البطاريات الكهربائية الثانوية والتي تقوم بتخزين الطاقة الكهربائية على شكل طاقة كيميائية وتفريغها على شكل طاقة كهربائية للاستفادة منها في تغذية أحمال كهربائية أو للمساعدة في بدء تشغيل محرك السيارة.
مكونات بطارية الرصاص الحمضية
تتكون بطارية الرصاص الحمضية من ست خلايا متصلين معاً على التوالي للحصول على جهد معين، بمعنى أن جهد كل خلية 2.05 فولت وعند وجود ست خلايا متصلين معاً على التوالي، تكون حاصل ضرب جهد الخلية الواحدة في عدد الخلايا تساوي 12 فولت كالتالي:
= 2.05 x 6 = 12V
ويتم جمع الست خلايا معاً للحصول على قطبي البطارية (القطب الموجب والقطب السالب).
كما تتكون الخلية الواحدة من طبقتين أحدهما: المصعد أو الانود وتحتوي على الرصاص، والثانية المهبط أو الكاثود وتحتوي على أكسيد الرصاص، ويتم غمرهما في محلول كيميائي تسمى بحامض الكبريتيك المخفف بتركيز يتراوح ما بين 33 إلى 37 في المئة.
اقرأ أيضاً
مبدأ عمل بطارية الرصاص الحمضية
- عملية تفريغ البطارية
تتم التفاعلات الكيميائية خلال عملية التفريغ بين القطبين ومادة الإلكتروليت، حيث تتفاعل ذرات الرصاص عند القطب السالب بأيونات الكبريتات السالبة SO4 الموجودة في الإلكتروليت.
تتكون كل من أيونات الكبريتات السالبة وأيونات الهيدروجين الموجبة +H عند إذابة حمض الكبريتيك في الماء، ومع ارتباط ذرات الرصاص بأيونات الكبريتات تفقد كل ذرة رصاص اثنين من الإلكترونات للتحول إلى جزئيات كبريتات الرصاص PbSO4 عند القطب السالب للبطارية.
تتدفق الإلكترونات التي تفقدها ذرات الرصاص من القطب السالب إلى القطب الموجب عند توصيل البطارية مع حمل كهربائي كالمصباح مثلاُ. حيث تستقبل أو تلتقط جزيئات ثاني أكسيد الرصاص ذرات الإلكترونات عند القطب الموجب والتي تتفاعل مع أيونات الهيدروجين وأيونات الكبريتات الموجودة في الإلكتروليت، ما ينتج عن هذا التفاعل كلاً من كبريتات الرصاص والماء.
- عملية إعادة شحن البطارية
تتم عملية إعادة شحن البطارية عندما تبدأ بطارية الرصاص فعاليتها في توليد الكهرباء، حيث يعمل شاحن البطارية على دفع الإلكترونات داخل البطارية في اتجاه مضاد مما يؤدي إلى عكس التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء عملية تفريغ البطارية.
وتسبب هذه التفاعلات العكسية في إعادة المكونات القطبية (الانود والكاثود) إلى تركيبها الأصلي، كما تعمل على زيادة كمية حمض الكبريتيك في الإلكتروليت، عندها تخزين الطاقة على شكل طاقة كيميائية مرة أخرى من أجل استعمالها مجدداً.
دور بطارية الرصاص الحمضية في السيارة
تستخدم بطارية الرصاص الحمضية كجزء رئيسي في منظومة شبكة كهرباء السيارة، حيث تساعد على بدء إقلاع محرك السيارة لمدة وجيزة، وتمدد وحدات الإضاءة بالطاقة اللازمة.
طريقة العناية ببطارية الرصاص الحمضية
يجب الحرص الشديد عند التعامل مع البطاريات التي تحتوي على مواد سائلة كالحمض، حيث تسبب مادة الحمض في حروق للجلد والعينين كما يمكنه التسبب في إتلاف الملابس القطنية والصوف، لذلك وجب على كل من يتعامل مع هذه البطاريات أن يرتدي ملابس السلامة كالقفازات والنظارات وملابس مناسبة للعمل.
المصادر والمراجع: فولتيات وبعض المواقع الإلكترونية.
