लेड-एसिड बैटरियां एक प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी हैं जिनका उपयोग एक सदी से भी अधिक समय से किया जा रहा है। इनका आविष्कार 19वीं शताब्दी के मध्य में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी गैस्टन प्लांटे द्वारा किया गया था और तब से यह अपनी विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता के कारण सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बैटरियों में से एक बन गई है। इन बैटरियों का उपयोग ऑटोमोटिव, औद्योगिक और स्टैंडबाय पावर सिस्टम सहित विभिन्न उद्योगों में किया गया है। इस लेख के माध्यम से हम लेड-एसिड बैटरियों की प्रमुख विशेषताओं, कार्य सिद्धांतों, लाभों और सीमाओं का पता लगाएंगे।
प्रमुख विशेषताऐं:
रसायन विज्ञान: लेड-एसिड बैटरियां विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण उपकरण हैं जो विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए तनु सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) इलेक्ट्रोलाइट के साथ लेड डाइऑक्साइड (PbO2) और स्पंज लेड (Pb) के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करती हैं।
रिचार्जेबल: लेड-एसिड बैटरियों का सबसे महत्वपूर्ण लाभ उनकी रिचार्जेबिलिटी है। इन्हें बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है, जिससे ये विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।
कम लागत: लेड-एसिड बैटरियां कई अन्य प्रकार की बैटरियों की तुलना में अपेक्षाकृत सस्ती होती हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बनाती हैं जहां लागत एक महत्वपूर्ण कारक है।
विश्वसनीय: इन बैटरियों को ठीक से बनाए रखने पर उनकी विश्वसनीयता और लंबी सेवा जीवन के लिए जाना जाता है। वे तापमान और पर्यावरणीय परिस्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला का सामना कर सकते हैं।
उच्च डिस्चार्ज करंट: लेड-एसिड बैटरियां उच्च डिस्चार्ज करंट प्रदान कर सकती हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती हैं, जिनके लिए बिजली की अचानक वृद्धि की आवश्यकता होती है, जैसे ऑटोमोबाइल इंजन शुरू करना।
कार्य सिद्धांत:
लेड-एसिड बैटरियां प्रतिवर्ती विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सिद्धांत पर काम करती हैं। डिस्चार्ज के दौरान, सकारात्मक प्लेट में लेड डाइऑक्साइड (PbO2) नकारात्मक प्लेट में स्पंज लेड (Pb) के साथ प्रतिक्रिया करता है, और सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) की खपत होती है, जिससे बिजली पैदा होती है। चार्जिंग के दौरान, इस प्रतिक्रिया को उलटने के लिए एक बाहरी वोल्टेज लगाया जाता है, जिससे लेड सल्फेट (PbSO4) वापस लेड डाइऑक्साइड और स्पंज लेड में परिवर्तित हो जाता है।
लाभ:
कम स्व-निर्वहन: लेड-एसिड बैटरियों में अपेक्षाकृत कम स्व-निर्वहन दर होती है, जिसका अर्थ है कि वे क्षमता के महत्वपूर्ण नुकसान के बिना लंबे समय तक अपना चार्ज बनाए रख सकते हैं।
मजबूत और टिकाऊ: वे ओवरचार्जिंग के प्रति प्रतिरोधी हैं और अधिक नुकसान झेले बिना गहरे डिस्चार्ज को संभाल सकते हैं, जो उन्हें मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
व्यापक रूप से उपलब्ध: लेड-एसिड बैटरियां दुनिया भर में आसानी से उपलब्ध हैं, और उनके निपटान के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित रीसाइक्लिंग बुनियादी ढांचा मौजूद है।
सीमाएँ:
वजन और आकार: कुछ नई बैटरी प्रौद्योगिकियों की तुलना में लेड-एसिड बैटरियां भारी और भारी होती हैं, जो उन अनुप्रयोगों में उनके उपयोग को सीमित करती हैं जहां वजन और स्थान महत्वपूर्ण कारक हैं।
सीमित ऊर्जा घनत्व: लिथियम-आयन जैसी नई बैटरी रसायन विज्ञान की तुलना में उनमें कम ऊर्जा घनत्व होता है, जिसका अर्थ है कि वे किसी दिए गए आयतन या वजन के लिए कम ऊर्जा संग्रहीत करते हैं।
रखरखाव: लीड-एसिड बैटरियों को इष्टतम प्रदर्शन और जीवनकाल सुनिश्चित करने के लिए समय-समय पर रखरखाव की आवश्यकता होती है, जिसमें आसुत जल डालना और सल्फेशन या संक्षारण की जांच करना शामिल है।
पर्यावरणीय चिंताएँ: लेड-एसिड बैटरियों का उत्पादन और निपटान सीसे की विषाक्त प्रकृति और उचित पुनर्चक्रण की आवश्यकता के कारण पर्यावरणीय चिंताओं को बढ़ाता है।
उनकी उम्र और कुछ सीमाओं के बावजूद, ऑटोमोबाइल, निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस), स्थिर बैकअप पावर सिस्टम और कुछ नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण प्रणालियों जैसे अनुप्रयोगों में लेड-एसिड बैटरियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे विभिन्न बिजली भंडारण आवश्यकताओं के लिए एक विश्वसनीय और लागत प्रभावी समाधान प्रदान करते हैं, हालांकि बैटरी प्रौद्योगिकी में प्रगति बेहतर प्रदर्शन विशेषताओं के साथ विकल्प प्रदान करना जारी रखती है।
