Batérie a akumulátory PDF Tlačiť E-mail
Obsah článku
Batérie a akumulátory
Metodický postup
Celý článok

     Ešte predtým, ako vznikol na Zemi život, existovala elektrina v podobe bleskov na nebi . Bola známa už starým Grékom (Táles z Milétu, 600 p. n. l.), ktorí pozorovali, že skamenený jantár pri trení kožušinou priťahuje ľahké objekty, napríklad perie či slamu. Tento jav ostal záhadou viac ako 2000 rokov, až kým reakciu jantáru a magnetov nepreskúmal koncom 16. storočia dvorný fyzik anglickej kráľovnej Alžbety I. Dr. William Gilbert. Práve on ako prvý použil slovo elektrina (jantár sa po grécky povie elektron).
     Galvanický článok dostal svoj názov podľa talianskeho lekára a prírodovedca Luigiho Galvaniho, ktorý v roku 1780 pri pitvaní žabích stehienok spozoroval ich zášklby po dotyku dvoch rozdielnych kovových predmetov na rôzne konce nervov, podobné zášklbom vyvolávaným elektrickým nábojom. Tento jav správne vysvetlil taliansky fyzik Alessandro Volta, a to vznikom elektrického napätia medzi dvoma kovmi (nástrojom a kovovým podkladom) vodivo prepojenými elektrolytom (obsiahnutých v bunkách), ktorý v r. 1799-1800 vynašiel prvú batériu (elektrochemický článok obr.1). Podľa neho bola pomenovaná jednotka elektrického napätia – volt.



Obr.1 Zloženie galvanického článku

     Na základe týchto úvah zostavil článok skladajúci sa z medenej a zinkovej elektródy ponorenej do roztoku kyseliny sírovej. Voltov článok dával napätie približne 1 V a stal sa prvým zdrojom stáleho elektrického prúdu.
     Vie si niekto v súčasnosti predstaviť život bez elektrickej energie? Asi nie. A už vôbec nie tí, ktorých život je od nej závislý.
     S existenciou elektrickej energie súvisí aj výroba a vývoj elektrických spotrebičov. Elektrické spotrebiče rozdeľujeme na stacionárne a mobilné. Práve pri mobilných elektrospotrebičoch je potrebné zabezpečiť prísun elektrickej energie pomocou batérií a akumulátorov.

     Základné rozdelenie batérií je znázornené v tab.1 a tab.2.
Jednorázové články primárne:

Názov článku

Použitý materiál elektród

Elektrolyt

Voltov článok

Meď a zinok

Kyselina sírová

Suchý článok

Burel a zinok

Salmiak

Alkalický článok

Burel a zinok

Hydroxid draselný

Zinkovo-strieborný článok

Striebro a zinok

Hydroxid draselný

Lítiový článok

Burel a lítium

Hydroxid draselný


Tab.1 Jednorázové články primárne

Názov článku

Použitý materiál elektród

Elektrolyt

Olovený akumulátor

Oxid olovnatá a olovo

Kyselina sírová

Niklovo-oceľový akumulátor

Nikel a oceľ

Hydroxid draselný

Niklovo - kadmiový alkalický akumulátor

Nikel a kadmium

Hydroxid draselný

Niklovo-vodíkový alkalický akumulátor

Nikel a vodík

Hydroxid draselný

Tab.2 Nabíjacie články sekundárne

     NiCd (Nickel Cadmium) – je to najstaršia a v súčasnosti najmenej používaná technológia. Takéto batérie nemajú tzv. pamäťový efekt (Memory Effect) a dochádza k strate pamäti. NiCd batérie majú tiež komplikované chemické zloženie, pretože obsahujú ťažké kovy, ktoré nemôžu byť uskladnené na skládkach.
     NiMH (Nickel Metal Hydride) - sú menej náchylné k tzv. strate pamäti (Memory Effect) a majú omnoho lepší pomer výkonu k hmotnosti než NiCd. Tieto sú běžne používané.
     Li-ion (Lithiovy Ion) - Tieto sa stávajú dominantnou technológiou, za čo môžeme ďakovať pomeru jeho výkonu k hmotnosti. Je to dôležité pri mobilných zariadeniach, kde sa dnes súperi medzi výrobcami vo veľkosti a hmotnosti. Li-ion batéria nepodlieha tzv. strate pamäti. Tieto batérie majú tendenciu rýchlejšie sa vybiť pri konci ich životnosti. V tomto prípade je potrebné batériu vymeniť.



Metodický postup separovania batérií a akumulátorov

     Separácia opotrebovaných batérii a akumulátorov spočíva v tom, že majiteľ, alebo používateľ opotrebovanej batérie nevyhodí batériu do prírody, ale ju umiestni na správne miesto.
     Batérie sa používajú na napájanie mobilných zariadení, alebo elektrospotrebičov. Spomenieme niekoľko takýchto zariadení. Ručné svietidlá (baterky), hodinky, mobilné telefóny, prenosné počítače (notebook), fotoaparáty, kamery, akumulátorová vŕtačky, ručné počítače (PDA), vysielačky, navigácie (GPS), záložné zdroje a pod.. Skrátka sa používajú v spotrebičoch, ktoré sú prenosné (mobilné), alebo sú napojené na elektrickú sieť v prípade nabíjania akumulátora.

     Najčastejšie typy s ktorými sa stretávame sú batérie typu AA, typu AAA nazývané tiež tužkové batérie, potom sú to 9V batérie, gombíkové batérie. Používajú sa v baterkách, fotoaparátoch, hodinkách, rádiá a pod.
Batérie typu AA a AAA sa vyrábajú v niekoľkých druhoch:
  • suchý článok (zinkovo - burelový) s napätím 1,5 V,
  • alkalický článok s napätím 1,5 V a vyššou kapacitou,
  • NiCd s napätím 1,2 V - NiMH s napätím 1,2 V.
     Aký je medzi nimi rozdiel? V prvom rade vo výrobnej technológií a potom v rozmeroch. Hlavný rozdiel medzi alkalickými a NiCd, NiMH je ten, že alkalické články sa nenabíjajú. Batérie, ktoré sa nabíjajú (NiCd a NiMH) sú z hľadiska používateľnosti výhodnejšie. Sú drahšie, ale v porovnaní s nenabíjateľnými batériami Rozmerový rozdiel medzi typmi AA a AAA (tab.3).


Označenie

Dĺžka [mm]

Priemer [mm]

AA

50

14,2

AAA

44,5

10,5


Tab.3 Rozmery batérií typu AA a AAA

Na obrázku vidíme rozdiel vo veľkosti. V dĺžke (obr.2) a v priemery (obr.3).



Obr.2 Rôzna dĺžka batérií typu AA - AAA



Obr.3 Rôzny priemer batérií typu AA - AAA

     Ďalej sú to batérie:
  • gombíkové batérie, ktoré sú rôznej veľkosti. Na obr.4 je zobrazená batéria typu CR2025 3V. Rozmery batérie sú 20 mm priemer a 2,5 mm hrúbka.




Obr.4 Gombíková batéria CR2025

  • 9V batéria (obr.5)



Obr.5 Batéria 9V

     Batérie (elektrochemické články) sa používajú v prenosných elektrických spotrebičoch. Typ, tvar, veľkosť, kapacita závisí od konkrétneho výrobcu a spotrebiča. Stretávame sa s tým, že jeden typ batérií sa používa vo viacerých elektrospotrebičoch.
     Akumulátory sa používajú na uloženie elektrickej energie, sú potrebné pri prerušení dodávky zo siete, napríklad v záložných zdrojoch alebo ako zdroj elektriny v automobile.
     V automobiloch sa používajú olovené akumulátory. Akumulátor je tzv. zásobník elektrickej energie, ktorú automobil používa pri štarte (obr.6 ).




Obr.6 Akumulátor pre automobily

     Poznáme 12V a 6V, kde jeden článok má 2V. V olovenom akumulátore prebieha elektrolýza (chemický vratný dej) medzi dvoma ponorenými doskami v elektrolyte. Elektrolyt je zmes kyseliny sírovej (H2SO4)a destilovanej vody. O akumulátor je potrebné sa starať. V automobile je dobíjaný alternátorom.
     Na batériách a akumulátoroch sa nachádzajú značky obr.7,



Obr.7 Značka na batériách a akumlátoroch

ktoré upovedomujú spotrebiteľa o tom, že po skončení životnosti batéria nepatrí do zbernej nádoby a už vôbec nie do voľnej prírody! (obr.8)




Obr.8 Vyhodená batéria v prírode



     Uvedieme si niekoľko príkladov batérii a ich označovania. Tužkové batérie AA. Na obr.9 sú znázornené symboly, ktoré upovedomujú o označení batérii (AA), type (NiMH) a možnej recyklácii s napätím 1,2 V.




Obr.9 Informatívne značky na tužkovej batérii typu AA



      Na obr.10 vidíme batériu s označením AA, informáciou, že batéria je alkalická s napätím 1,5 V.



     Obr.10 Spresnený typ tužkovej batérie typu AA



     Batéria s napätím 9V, na ktorej značka informuje o tom, že batéria obsahuje olovo a nepatrí do zbernej nádoby (obr.11).

 

     Obr.11 Označenie 9 V batérie



     Batéria z mobilného počítača (notebook). Značky informujú o tom, že batéria je typu Li-ion, dá sa recyklovať a nepatrí do zbernej nádoby (obr.12).



Obr.12 Označenie batérie s notebooku



     Na obr.13 vidíme označenie, ktoré nás informuje o type batérii a taktiež o tom, že nepatrí do zbernej nádoby.



Obr.13 Označenie batérie s mobilného telefónu



     Batéria z napájacieho zdroja pre počítač (UPS) obr.14 , ktoré sa používajú v domácnostiach a kanceláriach ako záložný zdroj pri výpadku elektrickej energie. Značky na batériach nás upovedomujú o tom, že batéria obsahuje olovo, nepatrí do zbernej nádoby a je recyklovateľná. Tento typ batérie sa tiež stáva po uplynutí určitej doby odpadom.



Obr.14 Informačné značky na batérii zo záložného zdroja



     S autobatériou sa stretne každý majiteľ automobilu. Životnosť autobatérie je rôzna. V závislosti od frekvencie jazdenia a starostlivosti o autobatériu dôjde k stavu, kedy je už nepoužiteľná a stáva sa odpadom.

     Majiteľ je informovaný o tom ako má s ňou správne nakladať. Na autobatériách sa nachádzajú informačné značky (obr.15), ktoré informujú používateľa o tom, že sa v batérii nachádza olovo a že nepatrí do zbernej nádoby. Konkrétne na tomto akumulátore je používateľ informovaný až 3 krát.




Obr.15 Informačné značky na batérii s automobilu



     Ako vidíte, až tri krát je používateľ informovaný o tom, že akumulátor obsahuje olovo a nepatrí do zbernej nádoby a je recyklovateľný. Ďalej je informovaný aj o tom, že pri manipulácii by mal používať chrániče zraku (okuliare), hrozí nebezpečenstvo poleptania, nebezpečenstvo výbuchu. Ďalej je v okolí akumulátora zakázané manipulovať s otvoreným ohňom a zamedziť prístup deťom.

Ako správne nakladať s batériami a akumulátormi?
    
     V prípade opotrebovaných batérií máte možnosť odovzdať vyradené batérie priamo v predajniach so spotrebnou elektronikou. Ako vidíme na obr.16 v obchodných reťazcoch je k dispozícií nádoba, ktorá je viditeľne označená. Občania môžu bezplatne umiestniť batérie do týchto zberných nádob. Predajne majú uzavreté zmluvy s odberateľmi, ktorí zabezpečujú to, aby sa batérie dostali do správnych rúk.




Obr.16 Zberná nádoba na použité batérie v obchodnom dome



     Menšie obchodné reťazce, ktoré predávajú batérie, tiež majú k dispozícií nádobu do ktorej môžete umiestniť opotrebované batérie (obr.17). Ako vidíte je vyrobená z nepotrebnej krabice, je upravená a označená.
    
     Nie je potrebné mať originálnu zbernú nádobu, ktorú im dodá odberateľ, dôležitejší je záujem o zber vyradených batérií!

     Opýtajte sa ich na to, či by ste mohli doniesť batérie, aj keď nebudete kupovať nové. Určite vám odpovedia áno.


                          

Obr.17 Zberná nádoba na použité batérie


     Sami zabezpečia odvoz batérií do obchodných domoch, ktoré spolupracujú priamo so spracovateľmi.
     Pokiaľ sa vyskytla situácia, že sa Vám vybila batéria, tak nemusíte hneď utekať do obchodu, alebo zberného dvora a odovzdávať batériu do zbernej nádoby. Vyčleňte si doma jeden mikroténový sáčok obr.18,



Obr.18 Vyhradený sáčok na použité batérie



prípadne malú nepotrebnú nádobku obr.19,



Obr.19 Vyhradená nepotrebná nádobka na použité batérie



alebo nepotrebnú PET fľašu, ktorú si môžete aj označiť obr.20.




Obr.20 Vyhradená PET fľaša na použité batérie



     Do Vami určených sáčkov, nádob, alebo PET fliaš, budete umiestňovať opotrebované batérie. Po naplnení ich môžete zaniesť do obchodného domu, predajne, alebo zberného dvora, kde ich umiestnite do zbernej nádoby.

     Po príchode na zberný dvor, Vás pracovníci usmernia kam máte vyzbierané batérie umiestniť. V zberných dvoroch majú presne vyčlenené pre batérie a akumulátory nádoby (obr.21), ktoré sú viditeľne označené obr.58.




Obr.21 Zberový kontajner na použité batérie a akumulátory v zbernom dvore





Obr.22 Zberový kontajner na použité batérie a akumulátory v zbernom dvore



     POZOR! Je veľmi dôležité dodržiavať bezpečnostné predpisy počas používania batérii a akumulátorov, ale aj po ich dožití!
     Nikdy sa nesnažte rozoberať batérie a akumulátory! (obr.23, obr.24) Môže dôjsť k vážnemu poraneniu a úniku nebezpečných látok do dôležitých zložiek životného prostredia (voda, pôda, vzduch).




Obr.23 Nerozoberajte batérie!





Obr.24 Nerozoberajte akumulátory!


     Pred tým, než odnesiete vyradené batérie a akumulátory do predajní a zberných dvorov umiestnite ich na miesto mimo dosah detí! (obr.25, obr.26) Nedovoľte, aby sa vaše deti hrali s nebezpečným odpadom!




Obr.25 Chlapec sa hrá s vyradenými batériami






Obr.26 Dievča sa hrá s akumulátorom


     Nikdy neumiestňujte batérie a akumulátory do zberných kontajnerov na separované komodity ani na zmesový komunálny odpad! (obr. 27, obr.28) Dostanú sa na skládky odpadov, kde dôjde k úniku nebezpečných látok do skládky. Potom sa nebezpečné látky dostanú do pôdy a podzemných vôd, ktoré sú zdrojom pitnej vody.



Obr.27 Batérie do zbernej nádoby nepatria!





Obr.28 Akumulátory do zbernej nádoby nepatria!


     V prípade, že sa vo vašom meste obci nenachádzajú predajne, ktoré by odobrali od Vás opotrebované batérie a akumulátory a nenachádzajú sa ani zberné dvory, oslovte zástupcov samospráv (primátorov / starostov) a opýtajte sa kam ich máte umiestniť. V súčasnosti majú mestá a obce vypracované kalendáre zvozu.
     Pokiaľ neviete o presnom dni a mieste, kde máte opotrebované batérie a akumulátory zaniesť, informujte sa na samospráve. Mestá a obce majú podpísané zmluvy s firmami, ktoré zabezpečujú zber a tie im dodajú predpísané zberné nádoby, do ktorých sa batérie a akumulátory umiestňujú. Po naplnení sú zmluvnými partnermi nádoby odvážané.
     Ďalšia možnosť je, že mestá a obce majú vyhradené miesto (prevádzku), kde sú predpísané zberné nádoby umiestnené. Informujte sa na samospráve a v prípade tejto možnosti, môžete doniesť opotrebované batérie a akumulátory na určené miesto v určených termínoch počas celého roka. Po naplnení je zberná nádoba odvezená zmluvnou spoločnosťou, ktorá zabezpečí dopravu, alebo priamo zhodnotenie vyseparovaných batérií a akumulátorov. Obchodné domy, menšie predajne s elektronikou, prevádzkovatelia zberných dvorov, alebo priamo samosprávy odovzdávajú vyzbierané batérie a akumulátory zmluvným partnerom, ktorí pracujú v oblasti zhodnocovania opotrebovaných batérií a akumulátorov.
     Na Slovensku sa zhodnocovaním opotrebovaných batérií a akumulátorov zaoberá už dlhoročne spoločnosť MACH Trade s.r.o. v Seredi. Vlastnia linku s technológiou ENGITEC Impianti a dobudovaním technológie rafinácie a legovania, budú schopný získať takmer 100% čisté olovo. So zabezpečením spracovania úzko súvisí aj pravidelný zber opotrebovaných batérií a akumulátorov. Spoločnosť AKU-TRANS, s.r.o. Nitra zabezpečuje vysoko účinný zber opotrebovaných batérií a akumulátorov.
     Ako vidíte Vaše vyseparované batérie a akumulátory neskončia na skládkach odpadov, neskončia voľne pohodené v prírode a neskončia na dnách oceánov. Čakajú na nich spoločnosti, ktoré zabezpečia ich maximálne environmentálne zhodnotenie. Nebudete ohrozovať svoje zdravie, zdravie Vašich detí, zdravie ostatných obyvateľov a nebudete ovplyvňovať ani životné prostredie.

„Nedovoľme, aby sa z našej planéty stalo jedno veľké smetisko.“



http://www.zdroje.sk
http://sk.wikipedia.org