الية عمل البطاريات القابلة لإعادة الشحن

أ. د. حميد خالد علي جنيكل الدليمي - قسم الكيمياء

dr.hameedkhalid@uoanbar.edu.iq

الصفحة الرسمية الالكترونية للكاتب

كما هو معروف فان البطاريات القابلة لإعادة الشحن لن تستمر لكنها بالتأكيد تعتبر كخيار أفضل من التخلص من البطاريات، وتساهم بالحفاظ على البيئة. البطارية المعاد شحنها  أو الخلية الثانوية نوع من المركمات، فهي خلية كيمياوية قادرة على اختزان الطاقة الكهربائية وهي عبارة عن بطارية قابلة للشحن والاستخدام عدة مرات. وتعرف أيضاً ب “storage battery بطارية مخزنة ” حيث لها القدرة على تخزين الطاقة. وتعرف أيضاً ب “الخلية الثانوية secondary cell “.

وظيفة البطاريات المعاد شحنها:

البطاريات تمتلك قطبين، قطب موجب كاثود (Cathode) وقطب سالب أنود (Anode). كل بطارية مصنوعة من أجزاء كيميائية وأجزاء معدنية، مثل النيكل، والزئبق والرصاص. يوجد بين قطبي البطارية تيار كهربائي يسير، حيث أنّه ينشأ بفعل فرق الجهد بين الأنود والكاثود أي بين القطب الموجب والسالب. حيث أنّ الجهد الكهربائي يسير من خلال عناصر كيميائية تعرف بالالكتروليتات، والتي تكون إما بحالة صلبة أو سائلة. البطارية ذات القطبين تعرف باسم الخلية الفولتية.

تصنع البطاريات في الآونة الاخيرة من صفائح لها القدرة على إعادة شحن الأجزاء الكيميائية، والتي هي مفصولة بحواجز. هذه الحواجز مستقطبة، لذلك تكون جميع الالكترونات مجمعة في جهة واحدة. حيث أنّ الجهة التي تتجمع بها الالكترونات تأخذ الشحنة السالبة، والجهة الأخرى تصبح موجبة الشحنة. عندما نوصل جهاز، فإنّه يقوم بعملية تنتج تيار والالكترونات تتدفق من خلال الجهاز للجهة ذات الشحنة الموجبة. في نفس الوقت، فإنّ تفاعلاً كيميائياً وكهربائياً يحدث داخل البطارية، والتي تسبب إعادة الالكترونات مرة أخرى. والنتيجة هي عملية كيميائية تنتج طاقة كهربائية.

تكون هذه التغيرات في البطاريات غير القابلة للشحن “غير عكوسة”. حيث تستطيع البطاريات القابلة لإعادة الشحن أن تعكس بكفاءة التغيرات الكيميائية التي تحدث أثناء عملية التفريغ. وبهذا الأسلوب، فإنّها تخزن لإعادة ملء الشحن وإعادة استخدامها مرة أخرى.

إنّ القدرة على إعادة التفاعل، ليست فقط الميزة الوحيدة للبطاريات القابلة للشحن. هذه البطاريات يجب أن تخضع لتفاعل معاكس، بكفاءة وأمان عدة مرات. بعض البطاريات يمكن أن يعاد شحنها لكن وبسبب التفاعلات الكيميائية التي تكون غير عكوسة تماماً، فإنّها تكون قابلة للخضوع لعمليات إعادة الشحن لمرات قليلة، وأداؤها يصبح أقل كفاءة كل مرة. بالإضافة إلى ذلك، هناك إمكانية لتكون غازات سامة تؤدي إلى انفجارات أو إشعال النيران، إما أثناء أو بعد الشحن.

كان من الصعبوبة أن نجد بطاريات قابلة لإعادة الشحن بأحجام مختلفة، أما الآن، فإنّ قدرة البطاريات قد ازدادت، ومعدل التفريغ الذاتي قد أصبح أطول، وزمن إعادة الشحن أصبح أقصر. كل هذا ساهم بجعل حياتنا أسهل وحافظ على البيئة من العناصر الكيميائية والمعدنية المتواجدة في البطارية.