2.3 สารประกอบคาร์บอน
2.3.1 คาร์บอนแบลค (Carbon Black)
2.3.2.3 ผลกระทบของตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน (Organic Expander)
เมือแผ่นโลหะขั วลบถูกเตรียมด้วย ตะกัวเหลือง (litharge), นํ า และกรดซัลฟิวริก จํานวนตัวขยายที
เป็นสารประกอบคาร์บอนได้เพิมขึ นเล็กน้อย เป็นผลมาจากการทีความจุไฟฟ้าถูกทําให้ดีขึ น แม้ว่าจะไม่มี
แบเรียม ซัลเฟต เห็นได้จากเส้นโค้ง D ในภาพที 2.8 ตามผลทีแสดงในภาพนี การดีขึ นของประจุไฟฟ้าทีผลิต จากวัตถุดิบทีเป็นส่วนประกอบของคาร์บอนนั นคงอยู่ขณะทีผลกระทบของแบเรียม ซัลเฟตนั นไม่ยังยืน เนืองจากความแตกต่างในการทํางาน มันจึงสรุปได้ว่าตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนและแบเรียม ซัลเฟตไม่มีผลต่อความจุไฟฟ้าโดยกระบวนการเดียวกัน ดังนั นการทํางานของตัวขยายทีเป็นสารประกอบ คาร์บอนจากทีแสดงในก่อนหน้านี เชือมโยงกับแบเรียม ซัลเฟต
ขั นแรกในการพัฒนาเพือการอธิบายคือพิจารณาว่าตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนมีผลต่อ กระบวนการชาร์จหรือดิสชาร์จ การทดลองถูกทําเช่นเดียวกับทีเคยทําในตอนของแบเรียม ซัลเฟต แผ่นถูก เตรียมโดยปราศจากตัวขยายถูกหมุนรอบ และตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนถูกเร่งให้เกิดเร็วขึ นในรู
เปิดของแผ่นชาร์จ การดิสชาร์จทีตามมาให้ความจุไฟฟ้าทีดีขึน ข้อมูลแสดงในตารางที 4 การทําให้ความจุ
ไฟฟ้าดีขึ นจะต้องเป็นผลจากผลกระทบของตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนทีมีต่อกระบวนการดิสชาร์จ เพราะว่าตัวขยายถูกแสดงในระหว่างการดิสชาร์จเท่านั น
ตารางที 2.4 ผลกระทบของการเติมตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน ในแผ่นโลหะลบก่อนการดิสชาร์จ
ขั นต่อไปในการพัฒนาทฤษฏีของการทํางานของตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนขึ นอยู่กับ ข้อสังเกตเหล่านี: เมือตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนถูกแสดง, “การสิ นสุดการชาร์จ” ของแรงดันไฟฟ้า ถูกพิจารณาว่าสูงกว่าเมือไม่มีตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน เมือตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน ไม่มี ช่วงสุดท้ายของการดิสชาร์จมีจํานวนประมาณ 2.45 โวลต์ เมือตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนถูก นํามาใช้ ช่วงสุดท้ายของการดิสชาร์จมีจํานวนประมาณ 2.65 – 2.80 โวลต์ เป็นทีทราบกันดีว่าช่วงสุดท้าย ของการดิสชาร์จขึ นอยู่กับปฏิกิริยาเคมีในระหว่างพื นผิวของตัวนําฟองนํ า เมือมีการเปลียนแปลง แรงดันไฟฟ้า มันบ่งชี ว่ามีบางอย่างทีพื นผิวของตัวนําไปถูกเปลียนไป ดังนั นเมือช่วงสุดท้ายของการดิสชาร์จ มีจํานวนประมาณ 2.45 โวลต์ถูกเติมและวัตถุดิบเพิมแรงดันไฟฟ้าในช่วงท้ายการชาร์จ มันจึงเป็นหลักฐาน ทีว่าช่วงสุดท้ายของการดิสชาร์จมีจํานวนประมาณ 2.45 โวลต์ได้แนบอยู่กับตัวนําพื นผิวในบางลักษณะ
การฝากของช่วงสุดท้ายของการดิสชาร์จมีจํานวนประมาณ 2.45 โวลต์บนพื นผิวของตัวนํานั นถูก ทําไปพร้อมกับการเพิมความจุไฟฟ้าในการดิสชาร์จ เมือช่วงสุดท้ายของการดิสชาร์จมีจํานวนประมาณ 2.45 โวลต์ไม่ได้ถูกแสดง ความจุไฟฟ้าของการดิสชาร์จถูกจํากัดโดยชั นของตัวนําซัลเฟตทีสร้างในระหว่าง การดิสชาร์จ การเพิมความจุไฟฟ้าสามารถเกิดขึ นเมือหากตัวนําซัลเฟตไม่ได้ถูกติดกับพื นผิวของตัวนํา metallic โดยตรง ตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนป้องกันตัวนําซัลเฟตจากการฝากบนพื นผิวของตัวนํา metallic ยังมีอีกหลายกรณีเป็นทีทราบโดยทัวกัน ทีซึงวัตถุดิบสารประกอบคาร์บอนแนบตัวมันเองกับพื นผิว เหล็กและดัดแปลงพฤติกรรมทางกายภาพและเคมีของพื นผิว ตัวอย่างเช่น การใช้ตัวแทนเพิมใน electroplating ยังมีอีกหลายกรณีทีซึงวัตถุดิบสารประกอบคาร์บอนจํานวนน้อยมากอาจเกียวข้องกับการ กัดกร่อน กรณีอืนๆทีถูกสังเกตการณ์ทีซึงวัตถุดิบสารประกอบคาร์บอนจํานวนไม่มากได้เร่งการกัดกร่อน มี
สสารทีมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบนั นมีความสําคัญต่อแรงดันของนํ ามันหล่อลืนแบบธรรมดา เนืองจาก พวกมันติดแน่นกับพื นผิวเหล็ก ในคุณสมบัติของแต่ละกรณีของพื นผิวเหล็กถูกปรับเปลียนโดยวัตถุดิบทีมี
คาร์บอนเป็นส่วนประกอบจํานวนเล็กน้อย การเคลือบผิวของวัตถุดิบทีมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบอาจจะ เป็น1 หรือ 2 โมเลกุลทีมีความหนา แต่มันสามารถเปลียนคุณลักษณะของพื นผิวได้เพียงพอต่อการสร้าง ผลกระทบทีน่าพึงพอใจ
ผลกระทบทีซึงถูกนํามาพิจารณานั น เรียกว่าการเพิมขึ นอย่างมากของความจุไฟฟ้าโดยตัวขยายที
เป็นสารประกอบคาร์บอนในแบตเตอรีสํารองนั นเป็นผลโดยตรงมาจากการทับถมของตัวขยายทีเป็น สารประกอบคาร์บอนบนพื นผิวของตัวนําโลหะ ในมุมมองของการอภิปรายข้างต้นทฤษฎีทีตามมาดูเป็นไป ได้ว่า: แผ่นโลหะลบของทีสะสมแบตเตอรีส่วนหนึงถูกดูดซึมโดยพื นผิวตัวนําฟองนํ า เมือมันป้องกันตัวนํา ซัลเฟตแข็งจากการทับถมในระหว่างการดิสชาร์จ พื นผิวของตัวนําโลหะคือส่วนทีเหลือสําหรับการดิสชาร์จ เพิม
2.3.2.4 การทํางานรวมของทั งแบเรียม ซัลเฟตและวัตถุดิบทีมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ ในตัวขยาย
เนืองจากวัตถุดิบของตัวขยายทั ง 2 ตัวมีผลต่อความจุไฟฟ้าโดยวิธีทีแตกต่างกัน พวกมันสามารถ ถูกสร้างในการเป็นส่วนสนับสนุนซึงกันและกันเมือพวกมันถูกใช้ด้วยกันในสัดส่วนทีเหมาะสม ความ แตกต่างในการทํางานของตัวขยายแต่ละตัวอธิบายได้ว่าเหตุใดส่วนผสมนั นมีผลกระทบมากกว่าการใช้ตัว ขยายตัวเดียว อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความเป็นไปได้ทีส่วนของความจุทีเพิมขึ นนั นเกิดจากกระบวนการทีซึง ไม่ได้ถูกพิจารณา
ท่ามกลางความเป็นไปได้ทั งหลาย ความสําคัญคือ ส่วนของกิจกรรมของตัวขยายอาจเกิดจากการ เปลียนแปลงในแผ่นโลหะลบทีซึงเกิดระหว่างกระบวนการชาร์จ ในรายงานชิ นนี ข้อมูลการทดลองได้ถูก แสดงว่าตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนและแบเรียม ซัลเฟต นั นมีผลกระทบในระหว่างการดิสชาร์จ อย่างเป็นอิสระจากกัน อย่างไรก็ตาม ข้อมูลไม่ได้แสดงว่ากิจกรรมการรวมทั งหมดนั นเกิดจากผลกระทบทีมี
ต่อการดิสชาร์จ
ดังนั น ได้มีการทดลองซํ าโดยใช้ทั งตัวขยายร่วมด้วย แต่ได้สร้างการเปรียบเทียบในระหว่างแผ่นที
บรรจุตัวขยายในระหว่างการก่อตัวและวงจร และตัวทีบรรจุตัวขยายในระหว่างการดิสชาร์จเท่านั น ข้อมูล แสดงในตารางที 5 เซลล์แรกถูกเตรียมโดยใช้ตัวขยายในแผ่นโลหะลบ แผ่นโลหะลบของเซลล์ที 2 และ 3 ถูก เตรียมโดยใช้ litharge, กรด และนํ า ยกเว้นตัวขยาย ความจุไฟฟ้าถูกวัดภายหลัง 5 วงจรของของการชาร์จ และดิสชาร์จ ผลทีพิสูจน์ได้เป็นประเภทของของความแตกต่างทีค่อนข้างมากในความจุไฟฟ้าทีซึงเป็นผลมา จากการมีอยู่ของตัวขยาย ภายหลังการดิสชาร์จ เซลล์ถูกชาร์จเต็มและตัวขยายถูกรวมเข้าในรูของแผ่น โลหะลบของหนึงในเซลล์ทีไม่ได้บรรจุตัวขยายก่อนหน้านี มันถูกทําโดยการล้างกรดแบตเตอรีออก รินด้วย แผ่นในสารละลายแบเรียม ไฮร์รอกไซด์ และรินด้วยแผ่นในกรดแบตเตอรีเพือเร่งแบเรียม ซัลเฟต ความ เข้มข้นถูกเลือกดังนั นแผ่นบรรจุด้วยแบเรียม ซัลเฟตประมาณ 0.5% ขั นต่อไป กรดถูกล้างออกจากแผ่นอีก ครั ง และแผ่นโลหะถูกแช่ในสารละลายของตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน จากนั นแผ่นโลหะถูกแช่ใน กรดแบตเตอรี เพือเร่งตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน เซลล์ถูกนํามาประกอบอีกครั งและให้การ ดิสชาร์จโดยปราศจากการรบกวนในระหว่างการชาร์จ ความจุไฟฟ้าบนการดิสชาร์จในทางปฏิบัตินั นเป็น เช่นเดียวกับความจุไฟฟ้าในเซลล์ควบคุมอันแรกทีซึงตัวขยายได้แสดงในระหว่างกระบวนการวาง, การก่อ รูป และวงจร ในทางปฏิบัติกิจกรรมตัวขยายทั งหมดตามทีได้ทดสอบนั นเกิดจากผลกระทบของตัวขยายใน ระหว่างการดิสชาร์จ ดังนั นการทํางานของตัวขยายในระหว่างกระบวนการชาร์จไม่ได้ให้ความจุไฟฟ้า เพียงแต่ทําให้กระบวนการดิสชาร์จเท่านั น
ตารางที2.5 ผลกระทบของตัวขยายทั งคู่ทีมีต่อความจุของการดิสชาร์จของแผ่นโลหะลบ
ปฏิกิริยาทีเป็นไปได้ระหว่างตัวขยาย 2 ตัวในระหว่างการดิสชาร์จเป็นเพียงสมมติฐานทีว่า ตัวขยาย ทีเป็นสารประกอบคาร์บอนมีผลกระทบบางอย่างต่อแบเรียม ซัลเฟต ในการรักษาให้มันกระจัดกระจาย ต่อไป ผลกระทบสามารถเกิดขึ นเพียงแค่หากวัตถุดิบสารประกอบคาร์บอนทีแนบกับตัวมันเองบนพื นผิวของ ผลึกของแบเรียม ซัลเฟต ตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนอาจจะมีผลกระทบทีคล้ายกันบนตัวนํา ซัลเฟตอีกด้วย แต่ไม่สามารถยืนยันความเป็นไปได้การทดลองถูกออกแบบให้เปิดเผยให้เห็นไม่ว่าจะ เกิดปฏิกิริยาหรือไม่ก็ตามนั นเป็นตัวเร่งทางเคมี ได้มีการเตรียมกรดแบตเตอรี 2 ชุด อันหนึงมีการละลายตัว ขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอน ขณะทีอีกอันหนึงไม่มี ตัวนําสารละลายอะซีเตตถูกเติมในชุดของกรด เหล่านี คนอย่างต่อเนือง และเร่งเพือให้เสร็จ การมีอยู่ของตัวขยายทีเป็นสารประกอบคาร์บอนไม่ได้มี
ผลกระทบต่ออัตราการสําเร็จและมันไม่มีผลต่อขนาดของการเร่งหรือระดับความเข้มข้นของการรวมตัวกัน การทดลองถูกทําซํ าโดยใช้แบเรียม ไฮร์เดรตในการเร่งแบเรียม ซัลเฟต หากมันไม่แนบกับตัวมันเองลงบน พื นผิวใต้เงือนไขของการทดสอบนี ดุเหมือนว่ามันจะมีผลกระทบเหมือนกันในระหว่างการดิสชาร์จ ดังนั น สมมติฐานอีกแบบของการทํางานของตัวขยายนี จะไม่ยังยืน
การมีอยู่ของตัวขยายในแผ่นโลหะลบมีผลในความแตกต่างมากมายซึง่ไม่ได้ถูกนํามาอภิปราย ตัวอย่างเช่น เป็นทีทราบกันดีว่าวงจรมีสาเหตุมาจากการเปลียนแปลงในโครงสร้างของแผ่นโลหะลบ และ ตัวขยายมีผลกระทบต่อการเปลียนแปลง ความแตกต่างของระบบได้ถูกสังเกตในโครงสร้างของแผ่นทีก่อรูป ขึ นใหม่ และได้มีการบันทึกความแตกต่างหลายอย่างในเรืองของขนาดอนุภาคของตัวนําซัลเฟตทีก่อรูปใน ระหว่างการดิสชาร์จ ยังมีข้อสังเกตในเรืองความแตกต่างของความพรุนเป็นรูของแผ่นโลหะลบ ความ แตกต่างแต่ละอย่างนี เป็นผลของการมีอยู่ของตัวขยาย แต่ในมุมมองของงานทดลองพวกมันเป็นผลกระทบ ขั นทีสอง พวกมันปรากฏเมือตัวขยายถูกเติมลงในแผ่นโลหะลบและอาจจะทนต่อความสัมพันธ์ในการ เปลียนการผลิตโดยวงจร แต่พวกมันไม่ได้เป็นเหตุผลทันทีและโดยตรงทีว่าตัวขยายทําให้ความจุไฟฟ้าดีขึ น ดังนั นพวกมันอยู่นอกเหนือขอบเขตของงานวิจัยครั งนี แต่อาจจะมีการศึกษาในอนาคต ผลโดยตรงของตัว ขยายคือกลไกทีพวกมันปรับปรุงความจุไฟฟ้าให้ดีขึ น ดังนี:
ในระหว่างการดิสชาร์จทีอัตราสูงในการไม่มีตัวขยาย ตัวนําซัลเฟตถูกยึดไว้ทีแผ่นฟิล์มทีซึงเคลือบ ผิวของชั นฟองนํ าและทําไม่ให้เกิดการดิสชาร์จอีก ตัวขยายทําให้ความจุไฟฟ้าดีขึ นเพราะว่ามันป้องกันการร