Když jsme v minulé části hovořili o pokusech se žabími stehýnky, asi si málokdo dokázal představit, jak takové pokusy mohly vypadat. Podařilo se nám sehnat několik dobových obrázků, na kterých jsou tyto pokusy zachyceny. Na prvním vidíte průběh jednoho z mnoha pokusů, jímž Galvani demonstroval existenci síly, která dokáže způsobit stažení svalů - žabích stehýnek. A na druhém je vidět podobný pokus a kromě toho je zde krásně vyobrazena "elektrika", kterou se středověcí vědci snažili vytvářet elektrický proud a ten následně plnili do lahví z vodou (leydenské lahve, viz minulá část). Ale abychom se neustále nezabývali historií a spíše úsměvnými pokusy, popíšeme si nyní, jak vlastně taková baterie alias galvanický článek funguje.
Pojmy - ne dojmy!!
Zdroje elektrické energie lze i přes velmi širokou nabídku typů rozdělit do dvou základních skupin: na síťové, které jsou součástí energetické rozvodné soustavy, a na elektrochemické, které vyrábějí elektrickou energii pomocí chemických procesů. Jejich elementárními představiteli jsou galvanické články, které se dál dělí na primární a sekundární. Zatímco v primárních se výchozí chemické látky vybíjením nenávratně spotřebovávají, v sekundárních se mohou obnovit chemickým procesem - elektrolýzou. Tudíž nejzásadnější rozdíl mezi sekundárními a primárními články je v tom, že sekundární lze po vybití opět nabít a znovu je používat. Myslím, že vám, jako uživatelům mobilní techniky jsou tyto články velice dobře známi. A proto jim budeme věnovat patřičnou pozornost.
Mluvíme - li o článcích, zasloužil by si zmínku i pojem baterie. Baterie vzniká složením několika galvanických článků do jednoho celku, např. za účelem dosažení vyššího napětí, vyšší proudové zatížitelnosti nebo vyšší kapacity. Výsledné vlastnosti baterie jsou úzce závislé i na způsobu propojení jednotlivých článků - dnes se již ve většině případů používá paralelní zapojení.
Jak jsem uvedl budeme věnovat velkou pozornost sekundárním článkům. Aby však bylo naše povídání úplné, musíme si povědět i něco o primárních článcích.
Primární články
Primární články jsou v současné době držiteli dvou prvenství: představují nejrozšířenější, ale zároveň provozně nejdražší elektrochemické zdroje elektrické energie. I když jejich technologický vývoj pokračuje, jeho tempo ale zaostává za pokrokem v oblasti mikroelektroniky. Dokladem je ostatně i to, že ve výrobě dosud ještě stále přežívají jen mírně inovované, nepříliš výkonné standardní zdroje z původních "klasických" materiálů a surovin, jako jsou Leclanchéovy zinkouhlíkové články - často nazývané suché, a do jisté míry i články stříbrooxidové a rtuťové. Zřetelnější kvalitativní skok přinesly až modernější a výkonnější alkalické články, které klasické typy postupně vytlačují z trhu. Určitě jste nemohli přehlednout např. reklamu na baterie Energizer "se silou 8 baterií v jedné" nebo neustále bubnujícího zajíce Duracell.
Z provozního hlediska patří k nejdůležitějším parametrům článků jejich
kapacita, tj. energetický obsah, uváděná většinou v miliampérhodinách nebo ampérhodinách (mAh, Ah) a vnitřní odpor. Údaj o kapacitě článku většinou najdeme na obalu baterie, ale jak je tomu s odporem? Vnitřní odpor se u běžných článků, se kterými se setkáváme na trhu, zpravidla pohybuje kolem 1 ohmu. Přitom platí, že u větších typů bývá nižší a u menších vyšší, přičemž se za provozu zvětšuje. Ideálem je článek/ baterie s co největší kapacitou a co nejnižším odporem. Dalším důležitým charakterizačním prvkem je tzv. vybíjecí křivka, která popisuje průběh poměrně složitého vybíjecího procesu, při němž se spotřebovávají aktivní chemické látky, zvyšuje vnitřní odpor a klesá napětí. I když se její tvar u jednotlivých typů článků liší, obecně platí, že čím je křivka vyrovnanější, tím lépe, neboť zdroj při odběru poskytuje dlouhodobě konstantní napětí. V této souvislosti je ovšem třeba poznamenat, že při přerušovaném provozu (který je častější) se náplň po delším odstavení zhomogenizuje a zregeneruje - tudíž se její kapacita opět zvětší. Při dalším odběru pak článek poskytne vyšší napětí, než s jakým končil -vybíjecí křivka poté vypadá jako pila, které se stále zmenšují zuby.Zítra si povíme, jak primární články fungují a jaký je rozdíl mezi nimi a sekundárními. Do té doby nashledanou.
