Apa pentru baterii: ce știm și ce nu știm | DCNU Power
Apa este extrem de importantă pentru baterii. Importanța ei trebuie asimilată cu importanța sângelui pentru orice organism viu. Ea este cea care facilitează reacțiile chimice, ce facilitează transferul de energie și reversibilitatea chimica intre stările de încercare și descărcare ale bateriilor.
Pe lângă existența apei în sistemul bateriei la fel de importantă este și calitatea apei. Un sânge ce transportă la celule elemente nocive, ce modifică sau îngreunează activitatea celulei, va determina în final funcționarea defectuoasă, obosirea și moartea prematură a celulei.
Prin intermediul apei se fac transferurile chimice dintre cei doi electrozi. In faza de încărcare, în apă este prezent acidul sulfuric într-o proporție mai mare, iar pe măsura ce se descarcă acesta se depune pe placi sub forma de sulfat de plumb. In procesul de încărcare se ”dizolvă” oxidul de sulf depus pe electrozi, pe ”placi” și se recombină cu apa.
Acest proces nu este total reversibil. Procesele se fac cu aport de energie electrică și eliberare de molecule de hidrogen și oxigen. Eliberarea acestor molecule, cu precădere în faza de încărcare, înseamnă ca apa din electrolit se consumă treptat.
Deci, când bateria este încărcată, plăcile sunt ”curate”, fără depuneri oxid de sulf pe suprafața lor, electrolitul are o concentrație mai mare de acid sulfuric, adică are densitatea mai mare, ceea ce înseamnă că exista suficientă energie chimică ce poate participa la reacția chimică, ce poate disponibiliza mai multă energie electromotoare, ceea ce însemnă că există mai multă energie electrica ce se poate folosi. Când bateria începe să se descarce, cu sarcină în mod rapid sau lent fără consumator, acidul sulfuric interacționează cu plumbul/dioxidul de plumb și se formează pe suprafața plăcilor un strat de sulfat de plumb, electrolitul devine mai mult apa, densitatea lui măsurată scade proporțional cu nivelul de descărcare.
In acest moment este mai ușor de înțeles de ce bateriile nu trebuie lăsate descărcate pe timpul iernii, electrolitul este mai mult apă, punctul de îngheț este aproape de 0 grade. Acidul sulfuric are punctul de îngheț mult mai jos, iar electrolitul, în orice diluție cu acid modifica și punctul de îngheț, coborându-l mai jos. O densitate a electrolitului de 1.28, corespunzător unei baterii încărcate, ar trebuie să asigure evitarea înghețării lui la o temperatură de -30 grade.
Reacțiile chimice implicate presupun participarea unui număr foarte mic de elemente chimice, Pb, O2, H și S. Orice element chimic ce ar putea apare în baterie ar putea da peste cap echilibrul. Orice alt element ar putea genera alte reacții suplimentare și nedorite. Orice alt element ar putea neutraliza eficiența reacțiilor. Orice alt element ar putea să genereze alte reacții ce ar putea genera căldură sau ar putea neutraliza unele fenomene.
De ce este importanta apa?
Fără apă reacțiile chimice nu se întâmplă. Fără apă, concentrația electrolitului creste treptat foarte mult și se distrug plăcile de plumb. Fără apă bateria începe să se încălzească. Fără apă plăcile expuse la aer oxidează. Fără apă, în bateria nu mai au loc reacțiile chimice, iar bateria nu mai are autonomie.
De ce este importantă calitatea apei?
Apa trebuie sa fie cât mai pură, lipsită de alte elemente chimice. In mod ideal, apa ce se adaugă trebuie să conțină doar hidrogen și oxigen, acestea fiind moleculele ce se pierd din baterie.
In acest sens metoda de preparare a apei ce se adaugă în baterie trebuie să presupună retenția oricăror alte minerale și mai ales metale.
Există doar două metode de procesare a sursei inițiale de apă, distilarea prin fierbere și condensare și ionizarea. Ionizarea este metoda cea mai bună, prin aceasta metoda urmând a se neutraliza toți purtătorii de sarcini electrice din apă, conductivitatea fiind foarte aproape de 0.
Celelalte metode, dedurizare sau demineralizare presupun procesări focusate doar pe anumite elemente chimice și omiterea altora.
Vă rog să aveți în vedere că o baterie mare consumă câteva mii de litri de apă în cursul vieții ei. Orice element chimic străin, chiar și într-o cantitate mică raportat la un volum mic într-un raport de analiză, la o asemenea cantitate presupune în final cantități impresionante de impurități cu potențial chimic nedorit.
Din păcate, în magazine se găsesc extrem de multe tipuri de apă, mulți producători, multe forme de îmbuteliere. Unii dintre aceștia dispar, apar alții, nu găsiți apă la un magazin , luați de la altul. Din păcate, atunci când este nevoie de apă, nu contează ce apă se găsește, nu mai contează ce punem în baterie.
Apa din magazine au alte destinații, amestecul cu antigel pentru autoturisme, amestec pentru centrale termice, amestec pentru soluție de curățat parbrizul, pentru flori, pentru fierul de călcat, etc.
Atenție mare, cele mai multe etichete menționează, într-o formă ce înseală atenția cumpărătorului, acesta fiind punctul meu de vedere personal, că acea apă este pentru acumulatori auto. Un acumulator auto nu este același lucru cu un acumulator/baterie de stivuitor. Acumulatoarele auto nu mai au nevoie de întreținere, deci nu mai au nevoie de apă. Pe vremuri, când acumulatoarele auto aveau nevoie de completare cu apa, se întâmpla de 1-2 ori pe an și necesitau 1-2 litri pe an. Bateriile / acumulatoarele pentru stivuitoare au nevoie de sute de litri în fiecare an și se adaugă apa de cel puțin 1-3 ori în fiecare lună. In cazul acestor baterii, la asemenea volume, impuritățile se adună, concentrațiile lor cresc, iar efectul lor se acutizează în timp.
Verificați eticheta bidonului de apă din magazin și orice altă substanță adăugată, cu orice fel denumire, dăunează bateriei, fie imediat, fie în timp.
Am văzut bidoane de apă, cu apa de culoare roz, cu parfum, cu depuneri semnificative pe fund, cu diverse suspensii în apă, cu alge albe sau verzi deja formate.
Apa nu trebuie sa zacă în stocuri mari prea mult timp. Recomandăm ca orice stoc de apă să fie consumat în maxim o lună. Dacă vasele, bidoanele, rezervoarele în care țineți apa sunt murdare, ele trebuie imediat curățate. Daca pe fundul acestor vase sau pe furtunurile instalațiilor de apa există sau reapar după curățare sau se dezvolta alge verzi sau albe, atunci cu siguranță sursa de apă trebuie schimbată.
Apa ideala pentru baterii este considerată o apă moartă ce nu favorizează și nu susține dezvoltarea unor astfel de organisme.
APA BUNA = BATERIE BUNA
Cum afectează anumite elemente chimice nedorite, prezente în apă, starea bateriei?
Prezente în apa ce se adaugă în baterii, în diverse proporții sau cantități, elementele chimice extrem de prezente în sursele de apă, influențează în diferite feluri performața, viața și activitatea bateriilor. Prezența acestora chiar și în proporții infime, de 10 parți la milion, provoacă efecte critice. Spre exemplu, unele dintre elemente de mai jos sunt prezente in apa potabilă sau in diversitatea apelor îmbuteliate, in proporții chiar si intre 150 si 1000 de parți la milion (ppm).
1. Amoniu, peste 8 ppm, cu efecte puternice în auto descărcarea bateriei,
2. Arsenic, peste 0,5 ppm, puternic efect de auto descărcare si risc mare de producere gaze toxice,
3. Calciu, peste 40 ppm, degradarea puternică a electrozilor (plăcilor) pozitive,
4. Clor, peste 5 ppm, degradarea treptată a plăcilor, pierderea capacitații bateriei,
5. Cupru, peste 5 ppm, creșterea efectului de auto descărcare, modificarea parametrilor de încărcare ai bateriei și a modului în care ea răspunde la parametrii de încărcare,
6. Fier, peste 3 ppm, degradarea plăcilor, modificarea parametrilor de încărcare și modificarea parametrilor de încărcare a bateriei și a modului în care ele răspund la parametrilor constanți ai redresorului,
7. Magneziu, peste 40 ppm, reducerea treptata a duratei de viata,
8. Nitrați, peste 10 ppm, accentuează puternic efectul de sulfatare a bateriei,
9. Nitriți, peste 5 ppm, determina corodarea plăcilor, reduce capacitatea baterie și reduce viata bateriei,
10. Platină, este total interzis, efect violent de auto descărcare, modifică comportamentul baterie raportat la tensiunea de încărcare,
11. Zinc, peste 4 ppm, degradarea plăcilor negative,
Valorile de mai sus sunt prezentate ca proporție în apa adăugată în baterie. O valoare prezentă pe o etichetă, unde aceste valori sunt date, trebuie raportată nu la cei 5 litri dintr-un bidon ci la cantitatea totală de apă adăugată pe toată durata ei de viața.