Ngoài Công nghệ Xung điện còn có cách phục hồi nào khác.....
NGOÀI XUNG ĐIỆN, CÒN CÁCH NÀO ĐỂ PHỤC HỒI ACQUY CHÌ-AXIT
Bình acquy chì-axit gồm có các bản cực bằng chì và chì điôxit ngâm trong dung dịch axit sulfuric. Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới, làm bằng hợp kim chì antimon, có nhồi các hạt hóa chất tích cực có bản chất chì (premium chì). Các bản cực được nối với nhau bằng những thanh chì, bản cực dương nối với bản cực dương, bản cực âm nối với bản cực âm. Thông thường, các bản cực âm được đặt ở bên ngoài, do đó số lượng các bản cực âm nhiều hơn bản cực dương. Các bản cực âm ngoài cùng thường mỏng hơn, vì chúng sử dụng diện tích tiếp xúc ít hơn.
Các phiên bản kĩ thuật khác của bình acquy chì-axit là :
Dung lượng của Bình acquy thường được tính bằng ampe giờ (AH). AH đơn giản chỉ là tích số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện. Dung lượng này thay đổi tuỳ theo nhiều điều kiện như dòng điện phóng, nhiệt độ chất điện phân, tỷ trọng của dung dịch, và điện thế cuối cùng sau khi phóng. Các biến đổi của thông số của bình acquy được cho trên các biểu đồ sau:
NGUYÊN NHÂN PHẢI PHỤC HỒI
Do bình acquy sử dụng trong thời gian lâu dài, do dung môi không thuần chất (PHẦN LỚN DO QUÁ TRÌNH THÊM NƯỚC) hoặc do lỗi của quá trình nạp và bảo dưỡng acquy sẽ đưa đến có nhiều kết tủa rắn màu trắng xám trên bề mặt bản cực. Thành phần chủ yếu của kết tủa rắn này (thường chiếm đến 98%) là sulfat chì.
Sự hiện diện quá nhiều của sulfat chì trên bề mặt bản cực ngăn cản quá trình điện hoá suy giảm nghiêm trọng dung lượng, tăng nội trở của acquy. Một phần vật chất của bản cực dương acquy mau chóng bị tan rã thành một đám bùn màu nâu đen đọng dưới đáy bình acquy và tạo dòng điện rò bên trong qua nội trở acquy. Điều này đưa đến hệ quả là bình acquy không thể nạp đầy, mau hết điện và thậm chí không thể sử dụng được nữa.
Trong đa số các trường hợp đó, các bình acquy được xác định là hư hỏng và cần phải thay mới. Chi phí thay mới bình acquy là rất cao và thường là gánh nặng cho người sử dụng. Do đó mà ở các nước tiên tiến người ta tìm nhiều cách để phục hồi bình acquy khả năng sử dụng của để kéo dài tuổi thọ bình acquy khi phục hồi. Hơn nữa, bình acquy thải là một nguồn ô nhiễm rất lớn đối với môi trường sống và an toàn sinh học của con người. Do đó mà người ta thường xuyên tìm kiếm các giải pháp phục hồi bình acquy để giải quyết một phần vấn nạn nói trên
NHIỆM VỤ CỦA PHỤC HỒI
Nguyên tắc khử sulfat chì dựa trên phản ứng hoá học:
1, Rút hết dung môi sulfuric axit trong bình acquy rồi thay bằng lượng nước cất tương ứng.
2, Nạp điện phục hồi.
Quá trình nạp điện phục hồi bình acquy sử dụng dòng điện ~ 1,25 % dung lượng, điện phân trong thời gian rất dài tuỳ theo mức độ sulfat hoá các tấm cực (có thể diễn ra trong thời gian từ 80 giờ đến 100 giờ). Nếu nồng độ Sulfuric axit của dung môi tăng > 10% thì phải thay nước cất mới. Lý do của việc sử dụng dòng điện rất thấp này là tránh việc chỉ điện phân nước (cất) mà không diễn ra phản ứng (1) như mong muốn; thậm chí là xảy ra phản ứng nghịch.
Chỉ tiêu trực quan là dung dịch không được “sôi”.
3, Nạp điện phân cực cơ sở.
Rút dung dịch axit sulfuric nồng độ thấp nói trên.
Tiến hành tra dung môi axit sulfuric nồng độ cao đến chuẩn sử dụng.
Nạp với dòng điện ~ 1/20 dung lượng, trong 24 giờ.
4, Xả điện
Với tải giả tương đương với mục tiêu sử dụng, người ta tiến hành phóng điện bình acquy xuống điện áp định mức 1,8 V / ngăn bình acquy (~ 10,8 V đối với acquy 12V). Mục đích của quá trình xả điện này là khôi phục trạng thái phân cực cơ bản (Pb-PbO2) của các tấm cực bình acquy.
5, Nạp điện trữ năng :
Với dòng điện ~ 1/8 dung lượng trong thời gian 8 giờ đến 10 giờ, acquy được nạp đầy điện. Bình acquy được phục hồi được để nguội + làm vệ sinh công nghiệp và sẵn sàng quay trở lại vị trí chức năng (sử dụng).
QUY TRÌNH PHỤC HỒI BẢO DƯỠNG ACQUY CẢI TIẾN
Trong vài thập niên gần đây, có nhiều cố gắng cải tiến và nâng cấp hoạt động phục hồi, bảo dưỡng bình acquy chì-axit , người ta đưa xúc tác hidro perocide (H2O2) vào hỗn hợp hoá chất.
- Bình acquy công nghệ kín khí AGM - VRLA
- Bình acquy Lead - Carbone (LC / LCA)
- Bình acquy Gel (LG) có chế độ không sinh khí trong quá trình nạp và phóng điện thường được gọi là bình acquy khô
Dung lượng của Bình acquy thường được tính bằng ampe giờ (AH). AH đơn giản chỉ là tích số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện. Dung lượng này thay đổi tuỳ theo nhiều điều kiện như dòng điện phóng, nhiệt độ chất điện phân, tỷ trọng của dung dịch, và điện thế cuối cùng sau khi phóng. Các biến đổi của thông số của bình acquy được cho trên các biểu đồ sau:
NGUYÊN NHÂN PHẢI PHỤC HỒI
Do bình acquy sử dụng trong thời gian lâu dài, do dung môi không thuần chất (PHẦN LỚN DO QUÁ TRÌNH THÊM NƯỚC) hoặc do lỗi của quá trình nạp và bảo dưỡng acquy sẽ đưa đến có nhiều kết tủa rắn màu trắng xám trên bề mặt bản cực. Thành phần chủ yếu của kết tủa rắn này (thường chiếm đến 98%) là sulfat chì.
Sự hiện diện quá nhiều của sulfat chì trên bề mặt bản cực ngăn cản quá trình điện hoá suy giảm nghiêm trọng dung lượng, tăng nội trở của acquy. Một phần vật chất của bản cực dương acquy mau chóng bị tan rã thành một đám bùn màu nâu đen đọng dưới đáy bình acquy và tạo dòng điện rò bên trong qua nội trở acquy. Điều này đưa đến hệ quả là bình acquy không thể nạp đầy, mau hết điện và thậm chí không thể sử dụng được nữa.
Trong đa số các trường hợp đó, các bình acquy được xác định là hư hỏng và cần phải thay mới. Chi phí thay mới bình acquy là rất cao và thường là gánh nặng cho người sử dụng. Do đó mà ở các nước tiên tiến người ta tìm nhiều cách để phục hồi bình acquy khả năng sử dụng của để kéo dài tuổi thọ bình acquy khi phục hồi. Hơn nữa, bình acquy thải là một nguồn ô nhiễm rất lớn đối với môi trường sống và an toàn sinh học của con người. Do đó mà người ta thường xuyên tìm kiếm các giải pháp phục hồi bình acquy để giải quyết một phần vấn nạn nói trên
NHIỆM VỤ CỦA PHỤC HỒI
- Làm giảm hay loại bỏ lớp bùn nâu.
- Khử bỏ lượng kết tủa sulfat chì đến mức thấp nhất.
- Tăng lượng premium chì trên bản cực của bình acquy đã bị phân rã thành bùn nâu để bù dung lượng đã bị hao hụt.
Nguyên tắc khử sulfat chì dựa trên phản ứng hoá học:
PbSO4 + H2O = H2SO4 + PbO (1)
Do đó người ta tiến hành phục hồi bảo dưỡng theo 5 bước:1, Rút hết dung môi sulfuric axit trong bình acquy rồi thay bằng lượng nước cất tương ứng.
2, Nạp điện phục hồi.
Quá trình nạp điện phục hồi bình acquy sử dụng dòng điện ~ 1,25 % dung lượng, điện phân trong thời gian rất dài tuỳ theo mức độ sulfat hoá các tấm cực (có thể diễn ra trong thời gian từ 80 giờ đến 100 giờ). Nếu nồng độ Sulfuric axit của dung môi tăng > 10% thì phải thay nước cất mới. Lý do của việc sử dụng dòng điện rất thấp này là tránh việc chỉ điện phân nước (cất) mà không diễn ra phản ứng (1) như mong muốn; thậm chí là xảy ra phản ứng nghịch.
Chỉ tiêu trực quan là dung dịch không được “sôi”.
3, Nạp điện phân cực cơ sở.
Rút dung dịch axit sulfuric nồng độ thấp nói trên.
Tiến hành tra dung môi axit sulfuric nồng độ cao đến chuẩn sử dụng.
Nạp với dòng điện ~ 1/20 dung lượng, trong 24 giờ.
4, Xả điện
Với tải giả tương đương với mục tiêu sử dụng, người ta tiến hành phóng điện bình acquy xuống điện áp định mức 1,8 V / ngăn bình acquy (~ 10,8 V đối với acquy 12V). Mục đích của quá trình xả điện này là khôi phục trạng thái phân cực cơ bản (Pb-PbO2) của các tấm cực bình acquy.
5, Nạp điện trữ năng :
Với dòng điện ~ 1/8 dung lượng trong thời gian 8 giờ đến 10 giờ, acquy được nạp đầy điện. Bình acquy được phục hồi được để nguội + làm vệ sinh công nghiệp và sẵn sàng quay trở lại vị trí chức năng (sử dụng).
QUY TRÌNH PHỤC HỒI BẢO DƯỠNG ACQUY CẢI TIẾN
Trong vài thập niên gần đây, có nhiều cố gắng cải tiến và nâng cấp hoạt động phục hồi, bảo dưỡng bình acquy chì-axit , người ta đưa xúc tác hidro perocide (H2O2) vào hỗn hợp hoá chất.
PbSO4 + H2O2 = H2SO4 + PbO2
Phản ứng hoá học thuận lợi cho quá trình phục hồi bình acquy, hiệu lực cao nhất cho việc phục hồi bản cực dương (là PbO2 khi đã nạp đầy). Tuy nhiên hidro perocide là một hoá chất phân huỷ nhanh trong ánh sáng mạnh và nhiệt độ cao (trên 25 độ C). Phản ứng chưa đủ thời gian diễn ra thì quá trình phân rã hidro perocide đã hoàn tất (!).
H2O2 = H2O + ½ O2
Để tránh phân huỷ hidro perocide, qui trình cải tiến phải:
- Giảm dòng điện phân phục hồi xuống thấp hơn (để tránh làm tăng nhiệt độ bình) nên thời gian phục hồi bị kéo dài.
- Làm lạnh bể điện phân, giữ nhiệt độ dung dịch dưới 20 độ C. Điều này chỉ thuận lợi ở các nước ôn đới, hàn đới. và làm tăng chi phí ở các nước nhiệt đới.
- Thường xuyên châm thêm hidro perocide để bù hao hụt do phân huỷ khi . Điều này không phải là một liệu pháp tốt, vì việc châm thêm hidro perocide chỉ thực hiện được ở bề mặt chất điện phân, tức là nơi nhiệt độ cao nhất do đối lưu tự nhiên, do vậy hidro perocide càng có khuynh hướng phân huỷ nhanh hơn, tăng chi phí không cần thiết.
