Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
घर » लेड-एसिड बैटरी रसायन विज्ञान

लेड-एसिड बैटरी रसायन विज्ञान

1859
  • Gaston Planté
Lead-acid battery with lead anode and lead dioxide cathode in a historical lab setting.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

यह पहली व्यावसायिक रूप से सफल रिचार्जेबल बैटरी है। इसमें लेड (Pb) एनोड, लेड डाइऑक्साइड (PbO₂) कैथोड और सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग होता है। डिस्चार्ज के दौरान, दोनों इलेक्ट्रोड लेड सल्फेट (PbSO₄) में परिवर्तित हो जाते हैं और सल्फ्यूरिक एसिड की खपत हो जाती है। बाहरी धारा प्रवाहित करके इस प्रक्रिया को रासायनिक रूप से प्रतिवर्ती बनाया जा सकता है, जिससे यह एक व्यावहारिक और मजबूत ऊर्जा भंडारण प्रणाली बन जाती है।

द लैड एसिड बैटरी की कार्यप्रणाली उत्क्रमणीय डबल सल्फेट अभिक्रिया पर आधारित है। पूर्णतः आवेशित अवस्था में, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड शुद्ध, स्पंजी सीसा (Pb) होता है, और धनात्मक इलेक्ट्रोड सीसा डाइऑक्साइड (PbO₂) होता है। दोनों को लगभग 37% सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) के जल-युक्त इलेक्ट्रोलाइट में डुबोया जाता है।

During discharge, the following half-reactions occur. At the anode: [latex]Pb(s) + HSO_4^-(aq) \rightarrow PbSO_4(s) + H^+(aq) + 2e^-[/latex]. At the cathode: [latex]PbO_2(s) + HSO_4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- \rightarrow PbSO_4(s) + 2H_2O(l)[/latex]. In both reactions, the active material is converted to lead sulfate, and sulfuric acid is consumed while water is produced. This consumption of sulfuric acid causes the specific gravity (density) of the electrolyte to decrease, providing a simple and effective way to estimate the battery’s state of charge using a hydrometer.

बैटरी को रिचार्ज करने के लिए, एक बाहरी वोल्टेज लगाया जाता है, जिससे अभिक्रियाएँ विपरीत दिशा में चलने लगती हैं। नेगेटिव प्लेट पर मौजूद लेड सल्फेट वापस लेड में परिवर्तित हो जाता है, और पॉजिटिव प्लेट पर मौजूद लेड सल्फेट वापस लेड डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है। पानी की खपत होती है और सल्फ्यूरिक एसिड का पुनर्निर्माण होता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व बढ़ जाता है। कम ऊर्जा-से-भार अनुपात और लेड के पर्यावरणीय खतरों के बावजूद, इस तकनीक की कम लागत, विश्वसनीयता और उच्च सर्ज करंट प्रदान करने की क्षमता ने इसके निरंतर व्यापक उपयोग को सुनिश्चित किया है, विशेष रूप से ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में।

UNESCO Nomenclature: 2203
विद्युत रसायन विज्ञान

Type

रासायनिक प्रक्रिया

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • Discovery of इलेक्ट्रोलीज़ and the reversibility of some chemical reactions
  • डैनियल सेल और अन्य गैर-रिचार्जेबल गैल्वेनिक सेल
  • रिचार्जिंग के लिए डायरेक्ट करंट प्रदान करने में सक्षम डायनेमो जनरेटरों का विकास।
  • सीसा प्लेटों के लिए उन्नत विनिर्माण तकनीकें

आवेदन

  • ऑटोमोटिव स्टार्टिंग, लाइटिंग और इग्निशन (SLI) बैटरी
  • डेटा केंद्रों और अस्पतालों के लिए निर्बाध विद्युत आपूर्ति (यूपीएस)
  • आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था
  • दूरस्थ घरों के लिए ऑफ-ग्रिड बिजली प्रणालियाँ
  • फोर्कलिफ्ट और गोल्फ कार्ट के लिए प्रणोदन

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • माइक्रो-हाइब्रिड वाहनों में बेहतर चक्र जीवन और चार्ज स्वीकृति के लिए हाइब्रिड लेड-कार्बन अल्ट्राकैपेसिटर बैटरी
  • क्लोज्ड-लूप recycling processes that recover lead with near 100% efficiency using green solvents
  • lead-acid batteries with gelled electrolyte containing nano-additives for enhanced performance in extreme temperatures
  • उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए कम आंतरिक प्रतिरोध वाली द्विध्रुवीय लेड-एसिड बैटरियां
  • सल्फेशन को रोकने और बैटरी का जीवनकाल बढ़ाने के लिए विशेष रूप से लेड-एसिड बैटरी के लिए स्मार्ट बैटरी प्रबंधन प्रणाली।
  • कम लागत और बड़े पैमाने पर ग्रिड भंडारण के लिए लेड-एसिड फ्लो बैटरी
  • ऊर्जा घनत्व को बेहतर बनाने के लिए हल्के फोम-आधारित लेड इलेक्ट्रोड
  • इलेक्ट्रोलाइट में मौजूद स्व-उपचारक योजक जो प्लेटों पर सूक्ष्म क्षति की मरम्मत करते हैं
संबंधित: लेड-एसिड, रिचार्जेबल बैटरी, एसएलआई, सल्फ्यूरिक एसिड, लेड डाइऑक्साइड, एनोड, कैथोड, गैस्टन प्लांटे।

ऐतिहासिक संदर्भ

लेड-एसिड बैटरी रसायन विज्ञान

1850
1851
1852
1859
1860
1861
1865
1850
1850
1851
1854
1859
1861
1865
1868

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

नवीनतम परिवर्धन

शीर्ष पोस्ट और लेख

शीर्ष मूल उपकरण

10वां वर्ष सालगिरह

पंजीकृत सदस्यों के लिए पूर्ण आकार की छवियाँ और डाउनलोड 100% निःशुल्क उपलब्ध हैं।