АККУМУЛЯТОРЫ

АККУМУЛЯТОРЫ (от лат. accumulfltio— накопление), или вторичные элементы, аппараты, служащие для накопления электрической энергии путем превращения ее в энергию химическую. Первый аккумулятор построил в 1860 г. Планте (Plan-te), обнаруживший, что при электролизе слабого водного раствора серной кислоты между свинцовыми электродами происходит накопление энергии в системе и что, после разобщения последней с внешним источником тока, система сама может служить таким источником. А. Планте состоял из двух свинцовых листов (60 см длины, 20 см ширины и 1 мм толщины), изолированных один от другого каучуковыми полосками, свернутыми в трубку. Листы эти были погружены в сосуд со слабым водным раствором H,S04. При пропускании тока через такую систему, на одной пластине отлагался слой РЬ0₂, а другая освобождалась от окислов, обычно покрывающих свинец. После такой первой зарядки А. мог уже давать электрический ток, при чем пластина, покрытая PbO_s, оказывалась положительным полюсом, а чистая пластина— отрицательным. Разрядка продолжалась недолго, и по окончании ее слой РЬО, на аноде восстановпялся в РЬО, а свинец на катоде окислялся в тот же окисел РЬО. После первой зарядки и разрядки аккумулятор заряжался вновь, при чем на положительном электроде опять образовывалось соединение РЬО], а на отрицательном—окисел РЬО восстановлялся в рыхлый, губчатый свинец. Повторяя много раз такую аарядку и разрядку, Планте разрыхлял поверхность электродов и достигал этим появления больших количеств окислов свинца, участвовавших в процессе. Длительный процесс «формовки» А. не позволял, однако, достигать особенно больших емкостей, а потому Фор (Faure) впервые предложил наносить на свинцовые электроды предварительно те окислы, которые будут участвовать в процессе зарядки. Эти окислы (сурик на одном электроде и свинцовый глет—на другом) перемешиваются со связующим веществом и в виде пасты наносятся на свинцовые электроды, которым в наст, время придают форму решеток. Большим недостатком таких А. является их неспособность выдерживать длительную перегрузку: при большой плотности тока, которая всегда может возникнуть при коротких замыканиях, пластины коробятся и масса выпадает из гнезд. Электродвижущая сила только-что заряженного А. достигает 2,3—2,4 вольт. При разряде она очень быстро падает до 2 вольт и сохраняет эту величину долгое время, после чего начинает медленно падать. Разряжая А., никогда не следует допускать падения электродвижущей силы каждой банки ниже 1,8—1,9 вольт, т. к. дальнейший разряд вредно отражается на пластинах. Процесс зарядки и разрядки свинцовых А. может быть представлен следующей обратимой реакцией (по новым работам Фери): Pb + H₂S0₄ + Pb₂0₆ ^ •g PbS0₄+2PbOj+HjO; здесь свободный свинец (РЬ₂), после зарядки, появляется на катоде, а перекись свинца (РЬ,0₅)—на аноде. Если наполненный раствором А. стоит долго в незаряженном состоянии, то оба электрода покрываются слоем сульфата свинца (PbS0₄), к-рый приводит А. в негодность. Сульфирование электродов идет, согласно Фери, по следующим формулам: на катоде—Pb₂S0₄+ + H₂S0₄+0 =2PbS0₄+Н₂0; на аноде—Pb+ + H_sS0₄+O=PbSO₄+H₈O; причиной этого губительного явления оказывается кислород, растворенный в воде и попавший туда из атмосферного воздуха. Фери борется с ним, располагая катод в горизонтальной плоскости, на самом дне сосуда.—Большим недостатком свинцовых А. является их значительный вес (на каждый аккумулируемый уатт-час приходится в больших А. вес, равный 0,1 кг и даже в переносных—не менее 0,03 кг). Для устранения этого недостатка, Эдиссон и Юнгнер предложили А. с железными и никелевыми электродами, обладающими при той же емкости значительно меньшим весом. К сожалению, этим А. присущ другой недостаток: коэф. полезного действия их не превышает 52%. Электролитом в них служит водный раствор едкого натра или едкого кали. Электродвижущая сила, развиваемая ими, меньше, чем в свинцовых А., и равняется в начале разряда 1,4 вольт. Во время разряда она медленно падает, при чем никогда не следует давать ей уменьшаться ниже 1,15 вольт. Отдельные А. соединяются в батареи совершенно так же, как обыкновенные гальванические элементы: отрицательный полюс последующего соединяется с положительным предыдущего. Сила зарядного, а также и разрядного тока не должна превышать некоторого определенного предела.                              в. Шулейюш. Аккумуляторное производство. С сан .-гиг. точки зрения наибольшее значение имеет производство свинцовых А.; они представляют собой батарею из гальванических элементов, в к-рых катодами служат свинцовые пластины, анодами—пластины из перекиси свинца, электролитом—серная к-та крепостью в 21-—23° по Боме. А. малых размеров обыкновенно помещаются в стеклянных или эбонитовых сосудах, большие— в дерев, ящиках обитых листовым свинцом. Основные моменты производственного процесса следующие. Отливка пластин: свинцовые слитки подвергаются плавке при 600°, после чего из расплавленного свинца либо на медных формах (вручную) либо на прессах (механически) отливаются пластины. Для лучшего пропитывания серной к-той пластины должны иметь пористое, губчатое строение. С этой целью пластины, при их отливке, снабжаются большим количеством решетовидных углублений или же борозд, к-рые заполняются особым ластовидным составом, так наз. «действующим веществом», или «активной массой». Этой операции, носящей название «н а м а з к и», или «пастирования» пластин, предшествует чистка их, заключающаяся в том, что рабочий удаляет из углублений пластин лишние наслоения свинца. Самая же намазка заключается в следующем: сурик, глет, черная окись свинца (иногда и другие порошкообразные вещества) смешиваются в «глетомешалках» с II „SO. или аммиаком в вязкую пасту, к-рая затем при помощи деревянных шпателей вмазывается в углубления пластин. Далее пастиро-ванные пластины подвергаются сушке в сушильных печах, а затем формовке: пластины погружаются в сосуды с серной кислотой, концы их («ушки») спаиваются вольтовой дугой или водородным пламенем, и затем под влиянием длительного пропускания электрического тока (в течение 1—3 суток) на одних пластинах образуется РЬО_г (анод), а на других РЬ (катод). После формовки пластины вновь распаиваются, промываются в воде и высушиваются. Следующая операция—с б о р к а пластин в элементы и батареи: пластины располагаются в определенной последовательности—аноды и катоды чередуются между собой,—ушки их, подвергнутые предварительно 3 а-чистке напильником или на специальном станке, спаиваются вновь пламенем водорода, батарея погружается в сосуд с HjSOi, пластины заливаются изоляционным материалом и подвергаются, как при формовке, зарядке электрическим током, являющейся заключительной производственной операцией. Для приготовления мелких А. часто, вместо отливки малых размеров пластин, разрезают на части соответствующей величины крупные пластины; резка пластин производится круглой или ленточной пилой.— На ряду с описанными основными производственными процессами серьезное санитарно-гигиеническое значение имеют некоторые побочные операции, как-то: изготовление (прокатка) листового свинца для обивки сосудов, освинцевание медных частей, ремонт отливочных форм и пр. Доминирующей вредностью А. произвол' ства является свинцовая пыль, выделяющаяся в воздух рабочих помещений, и непосредственное соприкосновение рабочих со свинцом и его соединениями. Наиболее пыльными являются работа на свинцовой мельнице, намазка, резка пластин, сборка, упаковка, чистка. Пыль, особенно в отделениях, где приходится иметь дело с свинцовыми соединениями, очень мелка, поперечник пылинок здесь не превышает 4 ц. Среди производств, опасных в отношении свинцового отравления, А. производство занимает выдающееся место. Так напр., на 6.762 случая свинцовых отравлений в различных отраслях промышленности Англии за 1900—1909 гг. 285 случаев падает на А. производство. В 1911—1914 гг. аккумуляторное производство по числу свинцовых отравлений стоит на втором месте, рядом с производством свинцовых белил. Во Франции за 1922 г. из 797 случаев сатурнизма 180 (22,5%), приходится на А. производство, занимающее и тут второе место (первое место—эмалировка и глазировка); в германской статистике сатурнизма за 1922 г. А. п. занимает первое место—53 случая из 348 (15,3%). Освидетельствование в 1925 г. 341 чел., работавших в А. производстве Ленинграда, обнаружило у 13,5% различные симптомы сатурнизма.—Второй основной вредностью, постоянно имеющей место в А. производстве, является загрязнение воздуха формировочного отделения S0₃, выделяющимся под влиянием развивающегося в аккумуляторной жидкости сильного тока водорода (электролиз). — Меры борьбы с вредностями А. производства: механизация производственных процессов, герметизация аппаратуры, местное отсасывание пыли и паров, рациональная общая вентиляция, изоляция мастерских, где производятся пыльные работы, тщательная уборка рабочих помещений, рациональная спецодежда, на особо пыльных работах— CNE                                                                               23В пылевые респираторы, подробное инструктирование рабочих о мерах личной гигиены. Весьма желательно ограничение применения свинцовых А. путем замены их щелочными или железо-никелевыми (анод—гидрат окиси никеля, катод—гидрат окиси железа, электролит — раствор едкого кали). Важнейшие законодательные мероприятия по охране труда работающих в А. производстве в СССР: 1) сокращенный рабочий день (7 ч.) при работе по отливке и формовке А. пластин; 2) дополнительные двухнедельные отпуска для работающих при всех основных операциях— отливке, намазке и формовке ; 3) запрещение труда подростков при отливке, формовке, пайке и зарядке. Лит.: Гамильтон А., Распространение свинцовых отравлений в америк. пром., «Гигиена Труда», 1925, № 3; М а р к у з о н Д., Очерни санит. статистики труда по новейшим данным, «Гигиена Труда», 1925, № 3; В и г д о р ч и к Е. А. и К у п р и ц Е. Н., Свинец и газы в пр-ве сыинц. аккумуляторов, «Гигиена Труда», 1926, № 9; Труды Ленингр. ин-та по изуч. проф. заболеваний, т. II, Л., 1926; R a m b о и-s e k, Gewerbliche Vergiltungen, Lpz., 1911. Ц. Пик.