Akumulator niklowo-kadmowy: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Nie podano opisu zmian
drobne redakcyjne, drobne merytoryczne, poprawa linków, źródła/przypisy, -martwe LZ
Linia 2:
[[Plik:Nickel-Cadmium-Batterie.JPG|thumb|250px|Akumulator niklowo-kadmowy, PSA, [[Museum Autovision]], [[Altlußheim]]]]
[[Plik:NiCd accumulator with recycling pictograms.jpg|thumb|Piktogramy występujące na akumulatorach niklowo-kadmowych]]
'''Akumulator niklowo-kadmowy''' (''NiCd'' lub ''Ni-Cd'') – rodzaj [[akumulator elektryczny|akumulatora]], w którym [[elektroda|elektrody]] wykonane są z [[zasadowy tlenek wodorotlenek niklu(III)|zasadowego tlenku niklu(III)]] NiO(OH) ([[katoda]]) i metalicznego [[kadm]]u ([[anoda]]).
 
Akumulatory NiCd cechują się dość dużą [[wydajność prądowa|wydajnością prądową]], ale występuje w nich uciążliwy [[efekt pamięci]]. Powinny być rozładowywane i ładowane w pełnych cyklach, tj. zaleca się pełne rozładowanie, a po rozładowaniu należy akumulator niezwłocznie naładować, nie pozostawiając go na dłużej w stanie rozładowanym. Efekt pamięci można naprawić ładowarką z funkcją ''refresh''.
 
Akumulatory te były do niedawna stosowane na szeroką skalę w różnych urządzeniach przenośnych (między innymi w modelach [[zdalne sterowanie|zdalnie sterowanych]] (RC), [[modelarstwo|modelarstwie]], [[krótkofalarstwo|krótkofalarstwie]] i innych dziedzinach). Obecnie są prawie całkowicie wyparte przez ogniwa [[Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy|Ni-MH]] i [[Akumulator litowo-polimerowy|litowo-polimerowe]]. Mają mniejszą pojemność na jednostkę objętości niż podobne ogniwa [[Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy|Ni-MH]].
 
Pierwsze ogniwa (akumulatorki Ni-Cd w postaci [[Bateria ogniw|paluszków AA]] (R6)) miały pojemność<ref group=uwaga>Określenie ''pojemność'' w odniesieniu do akumulatorów jest potocznym słowem oznaczającym [[ładunek elektryczny]], wyrażany zwykle w [[amperogodzina]]ch [Ah].</ref> 500&nbsp;[[Amperogodzina|mAh]]. Obecnie najnowsze ogniwa o technologii innej niż Ni-Cd w AA mają pojemności większe niż 2000&nbsp;[[Amperogodzina|mAh]], a [[napięcie znamionowe]] wynosi ok. 1,2 V.
 
Dla ogniwa AA R6 pojemność standardowa powinna wynosić do około 800&nbsp;[[Amperogodzina|mAh]] – zbyt duża pojemność zmniejsza trwałość i wydajność prądową akumulatora.
Linia 14:
Akumulator Ni-Cd jest do dziś najtrwalszym ogniwem miniaturowym (przy poprawnym użytkowaniu – częste doładowywanie powoduje występowanie [[efekt pamięci|efektu pamięci]] i tym samym szybkiego zużycia ogniwa), ma też niską cenę. Jednakże niższa pojemność i większa masa w stosunku do przechowywanej energii powodują, że są wypierane przez nowsze typy akumulatorów – [[Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy|Ni-MH]] w formie baterii o standardowych rozmiarach ([[Bateria ogniw|R6]], [[R14]] i podobne). Charakteryzują się niemal identycznym napięciem ogniwa, bardzo dużą wydajnością prądową, oraz podobną ceną w stosunku do ogniw [[Akumulator litowo-jonowy|litowo-jonowych]], bądź [[Akumulator litowo-polimerowy|litowo-polimerowych]] w zastosowaniach takich jak akumulatory telefonów, [[laptop]]ów, bądź zasilanie modeli zdalnie sterowanych. Te ostatnie jednak wymagają wielu układów zabezpieczających i mają ograniczoną trwałość oraz są droższe Mimo tego zyskują na popularności dzięki niezwykle małej masie i znacznej pojemności.
 
Akumulator NiCd wytrzymuje około 1000 cykli ładowania i rozładowania. Ładowanie takich ogniw nie jest łatwe, gdyż w trakcie ładowania napięcie na ogniwie praktycznie nie rośnie. Zaleca się ładowanie przez 16 godzin prądem o wartości będącej ilorazem ładunku akumulatora w mAh przez 10 (C/10). Można stosować też procedury szybkiego ładowania, w których natężenie prądu ładującego jest zależne od czasu ładowania i temperatury ogniwa<ref>{{Cytuj stronę|url = http://www.powerstream.com/NiCd.htm|tytuł = NiCad Battery Charging Basics|autor = |data dostępu = 2019-07-17|opublikowany = |język =www.powerstream.com}}</ref>.
 
Konsumenckie akumulatory są wycofywane z użycia z trzech powodów – zużyte są niebezpieczne dla środowiska<ref group=uwaga>[[Kadm]] jest jednym z czterech najbardziej toksycznych [[metale ciężkie|metali ciężkich]].</ref>, a liczba odpowiednich zakładów utylizacji i miejsc składowania takich akumulatorów jest niewystarczająca. Drugi powód to zbyt mały zysk dla firm produkujących takie ogniwa – akumulator jest bardzo trwały, a cena nie jest wysoka. Poza tym ogniwa NiCd mają niższą pojemność i większą masę od nowocześniejszych ogniw. Obecnie prowadzi się zbiórkę, a nawet skup akumulatorów niklowo-kadmowych przez firmy produkujące akumulatory w wersji przemysłowej w celu ochrony środowiska i powtórnego wykorzystania surowców wtórnych znajdujących się w starych akumulatorach niklowo-kadmowych.
 
Wiele firm jednak nadal produkuje przemysłowe akumulatory niklowo-kadmowe w postaci pojedynczych cel 1.2 V lub baterii akumulatorów: od 2 do 10 cel (przy pojemności do 10&nbsp;[[Amperogodzina|Ah]] na celę) do narzędzi przenośnych wymagających bardzo dużych prądów typu odkurzacze, wkrętarki, wiertarki lub zamontowanych na drewnianych stelażach i pojemności od 10 do 1250&nbsp;[[Amperogodzina|Ah]] na celę, wykorzystywanych w przemyśle energetycznym, kolejowym, telekomunikacyjnym i innych wymagających dużej niezawodności.
Linia 40:
 
== Procesy elektrodowe ==
* [[katoda]]: [[zasadowy tlenek wodorotlenek niklu(III)]], NiO(OH)
* [[anoda]]: [[kadm]], Cd
* [[elektrolit]]: [[wodorotlenek potasu]], KOH
 
Reakcje zachodzące podczas rozładowania ogniwa<ref name=Greenwood>{{Greenwood&Earnshaw1997| s = 1204}}</ref>:
: anoda: {{chem2|Cd<sup>^{0</sup>} + 2OH<sup>−</sup>2OH− → [[wodorotlenek kadmu(II)|Cd<sup>^{II</sup>}(OH)<sub>2</sub>]] + 2e<sup>−</sup>2e−}}
: katoda: {{chem2|2Ni<sup>^{III</sup>}O(OH) + 2H<sub>2</sub>O2H2O + 2e<sup>−</sup>2e− → 2[[wodorotlenek niklu(II)|Ni<sup>^{II</sup>}(OH)<sub>2</sub>]] + 2OH<sup>−</sup>2OH−}}
 
Sumarycznie:
: {{chem2|2NiO(OH) + Cd + 2H<sub>2</sub>O2H2O → 2Ni(OH)<sub>2</sub> + Cd(OH)<sub>2</sub>}}
 
W trakcie ładowania kierunek reakcji jest odwrotny.
 
== Uwagi ==
{{Uwagi}}
 
== Przypisy ==
Linia 57 ⟶ 60:
 
== Bibliografia ==
{{Cytuj stronę| url = https://web.archive.org/web/20071124003356/http://www.wsipnet.pl/kluby/chemia.html?kto=648&id=5514&par=648
| tytuł = Współczesne chemiczne źródła prądu| autor = Andrzej A. Czerwiński| data dostępu = 2014-02-21| opublikowany = Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne| język =}}
 
== Linki zewnętrzne ==
{{Cytuj stronę| url = http://www.saft-ferak.cz/ferak_web/htm_pl/10-10_home.htm
| tytuł = Saft Ferak a.s. producent akumulatorów}}
 
{{Cytuj stronę| url = http://krusikak.co.rs/
| tytuł = Krusik akumulatori a.d.}}
 
{{Ogniwa galwaniczne}}
{{ka}}
 
[[Kategoria:Akumulatory|Niklowo-kadmowy]]
[[Kategoria:Nikiel]]