Trochę histori o ogniwach
(przeczytano: 117 razy)
- Pierwsze loty modeli z napędem elektrycznym wykonano
już pod koniec lat pięćdziesiątych.
Po zachęcających lotach Anglika Taplina i Niemca Militky'ego firma Graupner
"wystartowała" w 1959 r.
z pierwszym zestawem wolno latającego modelu z napędem elektrycznym, o nazwie
"Silen-tius" . Źródłem napędu były ołowiowe akmulatory "Rulag", zapewniające
zaledwie 20-sekundową pracę mikrosilniczka.
- Szukając lepszych źródeł zasilania, przeprowadzono próby z ogniwami
znanymi w naszej literaturze jako
ogniwa rezerwowe (nalewne). Elektrodą dodatnią tych ogniw jest chlorek srebra,
a na elektrodę ujemną są
używane płytki magnezowe. Ogniwa są dostarczane w stanie suchym, a elektrolitem
może być zwykła woda
z dodatkiem soli. W obudowie ogniwa, która wykonana była z tworzyw sztucznych,
znajdują się otwory z korkami. W celu uruchomienia ogniwa korki były wyjmowane,
a ogniwo było zanurzone w słonej wodzie. Do niektórych ogniw roztwór był nalewany
kroplomierzem w ilości zależnej od pojemności obudowy. Nasączenie elektrod powodowało
nieodwracalne reakcje prądotwórcze, trwające aż do czasu całkowitego wyczerpania
ogniwa. Bateria od chwili nasączenia po upływie 30 s (w praktyce już po 2 s)
osiągała napięcie początkowe 1,35 V, które w trakcie pracy wzrasta do 1,5 V.
Masa bateria wynosiła 30 g. Są to interesujące dane techniczne. Niestety ogniwa
rezerwowe, ze względu na fakt, że są ogniwami pierwotnymi, a więc jednorazowego
użytku, nie przyjęły się szerzej w modelarstwie lotniczym. Wkład ich do rozwoju
napędu elektrycznego jest jednak ważny.
- Ogniwami pierwotnymi są również ogniwa litowe. Nazwa
litu pochodzi od łacińskiego słowa lithium. Jest to bardzo rzadko spotykany
w naturze srebrzystobiały miękki metal, najlżejszy wśród pierwiastków występujących
w stanie stałym w warunkach normalnych. W stalowym pojemniku o dużej wytrzymałości
mechanicznej była umieszczona elektroda z metalicznego litu, uzyskiwanego w
drodze elektrolizy, oraz elektroda węglowa. Elektrolitem jest płynny tlenek
siarki (SO2). Nie eksploatowane ogniwo miało ciśnienie wewnętrzne sięgające
10 at., które w czasie intensywnego wyładowania wzrasta do 27 at. Ogniwa te
(np. Mallory LO 26) charakteryzowały się wysokim napięciem znamionowym, wynoszącym
3 V, i pojemnością sięgającą 8 Ah przy masie zaledwie 85 g.
- Akumulatory srebrowo-cynkowe
"Prawdziwe" loty modeli z napędem elektrycznym zaczęły się z chwilą skonstruowania
akumulatora srebrowo-cynkowego. Na poniższym rysunku przedstawiono wygląd i
przekrój akumulatora srebrowo-cynkowego.
Elektrodami są płytki o grubości od 0,5 do 3 mm zależnie od pojemności
akumulatora, nie posia-dające nośnika masy czynnej. Elektroda dodatnia w akumulatorze
srebrowo-cynkowym jest wykonana z drobnego proszku czystego srebra metalicznego.
Jako element odprowadzający prąd jest wprasowany drut, również wykonany ze srebra,
w postaci kilku pętli, których końce są ze sobą skręcone. Następnie elektroda
poddawana jest spiekaniu rys.( po prawej stronie) . Drut srebrny wprasowany
jest także do elektrody ujemnej, sporządzonej, ze sprasowanego tlenku cynku
poddanej również spiekaniu. Między elektrodami akumulatora znajdują się' separatory
wykonane z hydrocelulozy (celofa-nu) wysokiej jakości lub z tkaniny kapronowej.
Od jakości separatorów zależy w dużej mierze trwałość akumulatorów. Elektrolitem
akumulatorów srebrowo cynkowych jest roztwór wodorotlenku potasu. Elektrody
zostają wysunięte wraz z separatorami do naczyń z tworzyw sztucznych. Akumulatory
srebrowo-cynkowe, podobnie jak ogniwa rezerwowe, są dostarczane w stanie suchym;
w takim stanie mogą być magazynowane bez szkody dla ich właściwości przez dwa
lata. Dopiero przed przystąpieniem do eksploatacji należy je uruchomić przez
wlanie elektrolitu, który jest dostarczany w oddzielnych pojemnikach w ilości
niezbędnej do napełnienia akumulatora. Po tvlaniu elektrolitu rozpoczyna się
zasadniczy okres eksploatacji akumulatora. Jest to wskazówka bardzo ważna, gdyż
trwałość uruchomionych akumulatorów srebrowo-cynkowych wynosi zaledwie 6 miesięcy.
Należy zwrócić przy tym uwagę, że właściwie przeprowadzone uruchomienie ma decydujący
wpływ na trwałość i pracę akumulatorów.
Akumulatory napełnia się wystudzonym elektrolitem do poziomu zaznaczonego na
naczyniu i pozostawia w celu nasączenia elektrod na okres co najmniej 24 godzin.
W tym czasie należy uzupełniać poziom elektrolitu do wymaganego. Po tym czasie
przeprowadza się cykle formujące ładowania i wyładowania. Napięcie znamionowe
akumulatorów srebrowo-cynkowych wynosi 1,5 V. Akumulatory srebrowo-cynkowe mają
wiele zalet, a w szczególności:
- małą masę i objętość,
- dużą moc, sięgającą przy wyładowaniu intensywnym 750 W/kg,
- wysokie napięcie robocze,
- zdolność utrzymywania stałego napięcia w czasie wyładowania,
- matą rezystancję wewnętrzną,
- niewielkie samowyładowanie.
Akumulatory srebrowo-cynkowe montuje się w baterię, zależnie od konkretnych
potrzeb modelarzy. Poza wieloma zaletami ma-ją one niestety wiele wad, a w szczególności:
- duży koszt nabycia ze względu na użycie :srebra i pracochłonną produkcję,
- krótką trwałość, sięgającą zaledwie kilku miesięcy,
- ograniczoną liczbę cykli (ładowanie t wyładowanie), wynoszącą w najlepszym
razie od 100 do 150 cykli (niektórzy autorzy podają od 50 do 70 cykli),
- małą odporność na uszkodzenia mechaniczne, co jest poważną wadą w modelach
latających,
- długi czas ładowania, od 17 do 20 godzin; w praktyce oznacza to, że baterie
możemy użyć zaledwie jeden raz w ciągu dnia (pod tym względem nie mogą się one
równać z akumulatorami z elektrodami spiekanymi, mimo to zdały egzamin we wszystkich
prawie klasach modeli i pozostają nadal doskonałym iródłem za-silania modeli,
których starty następują w od-stępie czasu zezwalającym na ładowanie). Akumulatory
srebrowo-cynkowe nadawały się również do zasilania modeli rekordowych.
Autor: W.Jakubowski "Sekrety modeli latających z napędem elektrycznym"
|