Аккумулятор — это устройство, предназначенное для накопления энергии с целью её последующего использования. В зависимости от принципа действия и вида запасаемой энергии, современные аккумуляторы можно разделить на несколько основных типов.
Основные виды аккумуляторов
1. Электрический аккумулятор — наиболее распространённый тип. Его работа основана на обратимой электрохимической реакции: во время зарядки электрическая энергия преобразуется в энергию химических связей, а при разрядке происходит обратный процесс, и химическая энергия вновь превращается в электрический ток. Благодаря этой особенности электрические аккумуляторы получили широчайшее применение в различных отраслях, особенно в машиностроении и автомобилестроении.
2. Тепловой аккумулятор — устройство, которое запасает тепловую энергию (например, от солнца или системы отопления) и отдаёт её по мере необходимости для обогрева помещений или технологических процессов.
3. Инерционный аккумулятор (или маховик) — накапливает кинетическую энергию вращения. Под действием внешних сил маховик раскручивается, а затем эта запасённая энергия может быть использована для привода механизмов или стабилизации работы систем.
4. Гидравлический аккумулятор — накапливает жидкость (обычно гидравлическое масло) под давлением. При необходимости он отдаёт жидкость, обеспечивая работу гидравлических систем, например, в прессах, подъёмниках или станках.
5. Пневматический аккумулятор — работает по аналогичному с гидравлическим принципу, но запасает сжатый газ (воздух). Используется в пневматических установках для создания резерва энергии и сглаживания перепадов давления.
Электрические аккумуляторы в автомобилях
Наибольшее практическое значение имеют именно электрические аккумуляторы, особенно в роли автомобильных стартерных батарей. На рынке представлены два основных вида: залитые (готовые к использованию) и сухозаряженные.
Сухозаряженный аккумулятор перед первым использованием требует подготовки. Для этого необходимо приготовить электролит — раствор серной кислоты. Его получают, смешивая концентрированную серную кислоту с дистиллированной водой в строгой пропорции, обычно близкой к 1:3 (например, 30,6 частей кислоты на 100 частей воды). Важно! Кислоту нужно добавлять в воду, а не наоборот, чтобы избежать бурной химической реакции и разбрызгивания.
Приготовленный электролит заливают в банки аккумулятора. После этого происходит пропитка активной массы электродов, которая может длиться от 30 минут до 2 часов в зависимости от модели и производителя. Финальным этапом является подзарядка аккумулятора для вывода его на полную номинальную ёмкость.
Историческая справка
История практических электрических батарей началась в 1802 году, когда английский учёный Уильям Круикшанк создал первую пригодную для широкого применения конструкцию. Его батарея представляла собой деревянный ящик с размещёнными внутри попеременно медными и цинковыми пластинами, залитыми электролитом (кислотой или морской водой).
Дальнейшее развитие электрохимии связано с именами таких титанов науки, как Майкл Фарадей и Андре-Мари Ампер. Их фундаментальные работы заложили основу для создания современных аккумуляторов. Знаковыми изобретениями стали:
- 1899 год — шведский инженер Вальдмар Юнгнер изобрёл никель-кадмиевый (Ni-Cd) аккумулятор.
- 1901 год — Томас Эдисон представил никель-железный (Ni-Fe) аккумулятор.
Последующее совершенствование аккумуляторов шло по пути поиска новых комбинаций материалов для электродов (свинец, литий, никель, марганец и др.), улучшения конструкции пластин и создания герметичных необслуживаемых корпусов, что значительно повысило удобство и безопасность их эксплуатации.