Bilimsel

Aküler nasıl çalışır

Islak asitli tipindeki ilk akü Fransız fizikçi Gaston Plante tarafından 1859 yılında icat edilmiştir. Bu bilinen en eski şarj olabilen aküdür. Günümüzde çok çeşitli türde aküler olmasına rağmen  temel anlamda çalışma prensipleri aynıdır.

Bir akü (veya batarya) bir veya birden fazla hücreden oluşur. Her hücre negatif ve pozitif plakalardan oluşur ve plakalar arasında plaka ayrıştırıcıları bulunur. Tüm negatif plakalar birbirlerine bağlıdır aynı şekilde pozitif plakalar da birbirlerine bağlıdır. Aşağıda klasik bir ıslak asit akünün kesitini görebilirsiniz, genellikle tüm aküler benzer yapıya sahiptirler.

 

Her plaka ızgara yapısındadır ve bu ızgara yapısı plakaların aktif materyallerini içerir. Izgara plakanın fiziksel şeklini oluşturur ve elektronların içeri ve dışarı doğru iletilmesini sağlar. Aktif materyal ise elektron üreten maddelerdir, negatif kutupta kurşun (İng. lead), pozitif kutupta kurşun dioksit (İng. lead dioxide) bulunur.  Aşağıdaki şekilde bir akünün pozitif ve negatif plakalarının ızgara yapısını ve birbirlerine nasıl iç içe girdiklerini görebilirsiniz.

 

Akü hücresinin içinde bulunan pozitif ve negatif elektrotlar, elektrolit çözelti içinde (sülfirik asit) birbirlerine değmeden bulunurlar. Dışarıdan bu düzeneğe doğrusal elektrik enerjisi uyguladığımızda bu elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüşür. Oluşan kimyasal reaksiyon, elektrotlar arasında kimyasal enerjinin depolanmasını sağlar. Eğer depolanmış bu kimyasal enerjiye dışarıdan bir yük bağlanırsa bu enerji ters bir reaksiyon oluşturur ve oluşan bu kimyasal enerji de elektrotlar arasında  elektrik enerjisine gönder. Bu sayede elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüşerek akü şarj edilir, kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesi sayesinde kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüşür. Bu şarj-deşarj dönüsünü oluşturur.

Plaka boyutundan veya yapısından bağımsız olarak herhangi bir şarjlı kurşun-asit akü hücresi yaklaşık 2.1 volt voltaj üretir. Bu kurşun ile kurşun-dioksit arasındaki sülfürik asitin oluşturduğu voltajdır. Teknelerde veya otomobillerde kullanılan akülerde genellikle 6 farklı hücre vardır ve toplam 12 volt üretebilirler. Eğer başka tip metaller kullanılırsa hücre voltajı daha farklı olur. Bu tamamen akünün kimyasal yapısı ile ilgilidir. Kimyasal yapının dışında ise  her bir hücrenin kapasitesi (ne kadar elektron depolayacağı), bu depolanan elektronları hangi hızda vereceği veya hangi hızda şarj olacağı akünün diğer yapısal özellikleri ile alakalıdır.

Akünün kapasitesi, hücre içinde bulunan kurşunun ağırlığı ile orantılıdır. Yani ne kadar büyük bir kurşun varsa akünün kapasitesi de o kadar fazla olur. Biz buna akünün amper saati diyoruz.  Kurşunun ağırlığının veya büyüklüğünün voltaj ile ilgisi yoktur, yukarıda daha önce anlatmaya çalıştığım gibi voltaj her bir hücredeki kimyasal reaksiyon sayesinde oluşur.

Plaka üzerindeki depolanmış enerjinin geri verilmesi plakadaki aktif materyalle elektrotta bulunan asitin reaksiyona girmesi ile orantılıdır. Aktif materyal delikli şekilde üretilmiştir bu sayede asit aktif materyalin içine daha iyi yayılabilir. Aküden güç çekilirken asit plakalar tarafından emilir ve su açığa çıkar, şarj olurken de tam tersi olur.

Akü ağır yük altındayken elektrot önce plakaların erişebilinen yüzeyleri ile reaksiyona girerler. Fakat yüzey kısmındaki enerji bittiğinde plakaların iç yüzeylerinden daha yavaş bir şekilde elektronlar verilmeye başlar bu da voltajın düşmesine neden olur. Bu illaki akünün bittiği veya öldüğü anlamına gelmez. Eğer biraz beklerseniz, plakalardan su çekilir ve asit plakalara yerleşir. Bu sayede voltaj yeniden kendine gelir. Bu özellikle sürekli marşa bastığınızda ama motorun bir türlü çalışmadığı durumlarda meydana gelir. Sürekli marş basmak yüksek miktarda enerji çekilmesine neden olur ve akünün üzerindeki plakalardaki enerjiyi tamamen bitirebilir. Biraz bekleyip tekrardan marşa basılmasının teknik açıklaması budur.

 

2012-2017  © Copyright RotaDeniz. Her hakkı saklıdır.  

Artık Facebook kimlik bilgilerinizi kullanarak oturumunuz açılıyor