鉛蓄電池とは何ですか?

一般に自動車用バッテリーとして知られる鉛酸蓄電池は、可逆的な化学反応を通じて化学エネルギーを電気エネルギーに変換する再充電可能な電気化学セルです。鉛蓄電池の仕組みは次のとおりです。

コンポーネント:

鉛蓄電池は次の主要コンポーネントで構成されています。

- ポジティブプレート: 二酸化鉛（PbO2）製。

- ネガティブプレート: 純鉛（Pb）製。

- 電解質: 硫酸 (H2SO4) と水の溶液。

- 区切り文字: 電気的接触を防ぎながらイオンの移動を可能にするために、正極板と負極板の間に非導電性材料が配置されています。

化学反応:

放電中 (バッテリーが電力を供給しているとき):

- 電気負荷が接続されると、電極と電解質の間で化学反応が発生します。

- 正極板からの二酸化鉛 (PbO2) は、電解液からの硫酸イオン (SO42-) と反応して硫酸鉛 (PbSO4) を形成します。

- 陰極板からの純粋な鉛 (Pb) も硫酸イオンと反応して硫酸鉛を形成します。

放電中の正味の反応は次のとおりです。

PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

その結果、正極板と負極板の両方が硫酸鉛に変換され、電解液中の硫酸濃度が減少します。

充電中:

バッテリーを充電するには (外部電源が接続されている場合):

- バッテリーに電流が流れると、放電反応が逆転します。

- 正極板と負極板の両方からの硫酸鉛が、電解液からの水と反応します。

- 正極板からの硫酸鉛は二酸化鉛 (PbO2) に変換され、負極板からの硫酸鉛は純粋な鉛 (Pb) に変換されます。

充電中の最終的な反応は次のとおりです。

2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4

全体として、反応は可逆的であり、バッテリーを充電して複数回再利用することができます。

鉛蓄電池は、自動車のほか、バックアップ電源システム、無停電電源装置 (UPS)、ゴルフ カート、携帯機器などのさまざまな用途で広く使用されています。