Странице

уторак, 08. октобар 2013.

Površinska napunjenost (surface charge)

Nastvaljam sa objavljivanjem serije tekstova o veoma malo ili nimalo poznatim stvarima koje se tiču i imaju veze sa olovnim akumulatorima. Još jednom napominjem da NEĆU, NE ŽELIM I NE MOGU da pišem o opšte poznatim činjenicama-kojim naponom se pune akumulatori i kojom strujom, koji akumulator odgovara za odredjena kola, da li je bolji ovaj ili onaj.... Takve stvari mogu veoma lako da se nadju po vaskolikom internetu. Ovo je moj lični blog i na njemu objavljujem stvari za koje smatram da se ne mogu nigde naći ili se do njih dolazi veoma teško jer su "duboko zakopane".
Ovih dana sam razmišljao da li da napišem tekst o desulfatizaciji.
Niko mi to nije izričito tražio.
Ili jeste, koliko se sećam...Tamo neko...
To je tema od koje me podilaze žmarci. Tema o kojoj je u elektrohemiji napisano hiljade stanica, naravno naučnih tekstova. I napravljeno stotine , hiljade laboratorijskih eksperimenata.
Sulfatizaciju (i desulfatizaciju) sam "sažvakao". I svaki dan usavršavam to svoje znanje direktno kroz praksu.
Pitam se da li bi , iskreno razmišljajući, trebalo nekom da zna tako nešto, kako se desulfatizuju akumulatori? Mada MNOGO ljudi po internetu traži pojam "desulfatizacija akumulatora" pa dodju na moj blog. To je toliko usko stručna stvar, da sam ja do sada upoznao samo tri osobe u celoj državi koje se STVARNO BAVE OVIM POSLOM. Sve tri su me kontaktirale u vezi konsultacija.
Moram još da razmislim,  tema je više nego opširna i izazovna.
Ali, da se ne udaljim mnogo od ovog što htedoh da napišem...
******
Površinska napunjenost je glavni uzrok nelienarnosti olovnih akumulatora koja nije poznata kod savremenih baterija, npr. NiMH. Taj fenomen potiče od toga da pozitivna i negativna ploča imaju konačnu debljinu (kod startnih akumulatora do 1mm). To prividno pokazuje da je nedavno ispražnjen akumulator "mrtav" (tako pokazuje napon na klemama) ili da delimično napunjen akumulator pokazuje znake potpune napunjenosti. Elektrohemijska reakcija koja skladišti ili proizvodi električnu energiju se dešava SAMO na površini ploča i elektrolita. Stoga, akumulator koji se puni, punjenje (joni)  se gomilaju samo na površini ploča i potrebno je vreme da se ono difuzno raširi unutar ploča. Ovaj difuzni proces je mnogo sporiji nego difuzija jona-nosilaca napunjenosti kroz elektrolit zbog toga što se dešava kroz čvrstu materiju ( olovna ploča).
Kako se akumulator puni sve više površinske napunjenosti se akumuliše na površini ploča. Veća struja-veća napunjenost. To dovodi da na klemama se brzo pojavi napon koji pokazuje da je akumulator potpuno napunjen. Ako se nastavi dolazi do ključanja elektrolita i elektrolize vode. Ako ostavimo akumlator da se odmori nekoliko sati i ponovimo punjenje, ponoviće se potpuno isto. S tim što smo dozvolili da se joni sa površine ploča (površinska napunjenost) "udju" duboko u ploče.
Da bi se ispitala napunjenost akumulatora preko napona na klemama potrebno ga je ostaviti 24 sata.
TO JE OSNOVNO PRAVILO ZA ISPITIVANJE.
Pravila služe da bi se kršila.
To praktično znači da ako je potrebno mnogo ranije ispitati akumulator (kod mene je taj slučaj skoro uvek), potrebno je ukloniti površinsku napunjenost.
Mala digresija...
Ili nije...
To je onaj dobro poznati slučaj kad se LOŠ akumulator skine sa punjača i odmah ubaci u motor pa se upale kola. Dobije se uverenje da je dobar. Medjutim, stvari stoje sasvim drugačije, ovako kako sam gore opisao. Dobar je zato što su joni na samoj površini ploča i nisu stigli da udju unutra u aktivni materijal. Naravno, taj akumulator ako se ostavi da prenoći, onda stvari stoje sasvim drugačije...
Onako kako ne bi trebalo.
Elem... (onaj Boro iz Praćišta, glava porodice Prikaze...)
Površinska napunjenost se može ukloniti na npr. dva načina. Jedan je da se akumulator, KOJI NIJE ODLEŽAO 24 SATA, optereti strujom od 1/3 kapaciteta (npr. 60Ah akumulator se optereti strujom 20A) akumulatora u trajanju od 5 minuta . To će mu smanjiti UKUPNI KAPACITET za samo 2-3 % ali će u isto vreme potpuno ukloniti napunjenost sa površine ploča. Glavna napunjenost će da ostane duboko unutar ploča posle nekoliko sati difuzije.
Drugi, mnogo praktičniji način je da se (ako postoji takva mogućnost, a za to su "k'o stvoreni" stari automobili) onemogući paljenje motora i anlasovati tri puta za redom u roku 3-5 sekundi.
I za mene najpraktičniji način je ugraditi akumulator u auto i odmah uključiti svetla nekih 3 minuta.
Nakon svega ovog ostaviti akumulator "da se povrati" 10 minuta pa TEK ONDA IZMERITI napon na klemama. Tek tada će se prikazati pravo stanje stvari, tj. napon koji odgovara trenutnom kapaciteu akumulatora.
SAM PO SEBI NAPON AKUMULATORA NE MORA DA ZNAČI NIŠTA. POZNATO JE DA VEOMA SULFATIZOVANI AKUMULATORI POKAZUJU NAPON KAO DA JE SVE U REDU SA AKUMULATOROM.
Postoji isti takav efekat, ali posle pražnenja akumulatora. Neposredno posle oprterećenja površine ploča imaju mnogo manju koncentaciju jona nego u dubini olovnih ploča. Potrebeno je odredjeno vreme, ali neuporedivo kraće od vremena koje je potrebno kod punjenja (odnos minuti-sati), da bi se dobila prava slika o stanju i naponu akumulatora.
Taj efekat se po neki put zove i površinska ispražnjenost.
Ovaj fenomen, površinska napunjenost, nije jedina nelinearnost kod olovnih akumulatora.
Druga nelineranost je takozvani Pojkertov zakon o kome sam detaljno pisao i potkrepio tablicom za izračunavanje kapaciteta akumulatora pod različitim strujama opterećenja.
Sve u svemu...
Traba zapamtiti da akumulator mora da odstoji neko odredjeno vreme da bi se dobila prava slika o njemu kao izvoru električne energije. Ili uraditi pražnjenje da bi se izbegla lažna slika i time sebe doveli u zabludu da je akumulator dobar.
Ko je razumeo, shvatiće.