Az életünknek szinte már nincs olyan területe, ahol ne állnának rendelkezésünkre olyan eszközök, amelyeknek a működéséhez nincs szükség elektromos áramra, hanem elemmel vagy akkumulátorral működtethetők. Habár mindkettő kényelmes megoldás, környezetvédelmi és fenntarthatósági szempont nem mindegy, melyiket választjuk. Az elem vagy az akkumulátor a jobb választás? Ezt a kérdést járjuk körbe cikkünkben.
Az elemekre és akkumulátorokra vonatkozó méreteket, a műszaki paramétereket, a teljesítményre vonatkozó adatokat, valamint a biztonsági és környezetvédelmi szempontokat az IEC 60086 szabvány foglalja össze
Mi az elem?
Az elem nem más, mint egy olyan áramforrás, ami elektrokémiai úton képes elektromos áram leadására. Az első elemet 1800-ban mutatták be és a feltalálójáról kapta a nevét, ez volt a Volta-elem.
Az elemtípusokat méret, összetétel és tölthetőség szerint is lehet csoportosítani. Méret szerint a leggyakrabban használt típusok, amelyek háztartási és irodai környezetben előfordulnak:
- Ceruza elem (AA)
- Mikro elem (AAA)
- Baby elem (C)
- Góliát elem (D)
- Gombelem (különböző méretekben)
Összetétel szerint alkáli, ezüst-oxid, cink-oxigén (hallókészülékekben használják) és lítiumos (lítium mangán-dioxid, lítium szén monofluorid) elemeket különböztetünk meg.
Természetesen számos speciális elem is létezik. Az érdekesség kedvéért ezekből néhány példa:
- Duplex elem: 2 db 1,5 voltos cellát tartalmaz
- E elem: 9 voltos elem, amit rádióelemnek is hívnak és az elem azonos oldalán 2 db ellentétes nemű patentcsatlakozó található
- Rugós viharlámpa elem: Az elem tetején 2 db rugóérintkező van, általában 4 db F cellából áll (6 voltos)
- CR2 elem: Fényképezőgépekben használt elemtípus
Tölthetőség szempontjából egy elem lehet egyszer használatos (eldobható) és tölthető.
Néhány alapfogalom, amit jó tudni elem választásakor
- Kapacitás: Milliamperórában (mAh) mérik és azt mutatja meg, mennyi ideig tudja árammal ellátni az elem a rendszert.
- Áramerősség: Amperben (A) mérik és azt jelzi, mennyi energiát tud kiadni az elem.
- Feszültség: Voltban mérik (V) mérik és azt jelzi, mekkora áramot fog kapni a fogyasztó.
- Belső ellenállás: Ohmban mérik, ez limitálja az energiát, amit az elem lead. Minél alacsonyabb az ellenállás, annál jobb a teljesítmény.
Mi az akkumulátor?
Az akkumulátor az elemmel ellentétben már nemcsak leadni képes elektromos áramot, hanem felvenni és tárolni is. Környezetkímélőbb és tartósabb megoldás, mint az elem, de nem örök életű. Az akkumulátorgyártók általában 300-500 feltöltési ciklust garantálnak, ezt követően az akkumulátor gyorsabban fog merülni.
Akkumulátor fajtái
- Savas akkumulátorok: Főleg autókban használják. A legelterjedtebb, 12 voltos akkumulátor 6 darab sorosan kapcsolt cellát tartalmaz.
- Lúgos akkumulátorok: Több fajtája is létezik, pl. nikkel-kadmium, nikkel-vas, cink-ezüst akkumulátor.
- Lítium-ion akkumulátorok: Hordozható készülékekre kifejlesztett akkumulátor típus, pl. mobiltelefonok.
Tippek, amivel a lítium-ion akkumulátor élettartama meghosszabbítható
- Érdemes 50% körüli töltöttségen tartani, ha ez alá esik, rá kell tölteni.
- Ne essen a töltöttség 20% alá, erre érdemes figyelni.
- A 100%-os töltöttség is csökkenti az élettartamot, ezért érdemes már a teljes töltés előtt levenni a töltőről.
- Ne töltsük éjszaka a lítium-ionos akkumulátorokat, mert a túl hosszú töltés csökkenti az élettartamot.
Az akkumulátorok piaca dinamikusan fejlődik, mivel sok iparágban (pl. autóipar, energetika) ettől várják a fosszilis energiáktól való végleges leválást. Ígéretes kutatások folynak például a lítium-levegő (Li-Air), a szilárd elektrolitos lítiumakkumulátor és a nátriumion akkumulátor (sodium-ion) területén is.
Elemes vagy akkumulátoros készüléket válasszunk?
Az egyszer használatos, eldobható elemek esetében nem kérdés, hogy felesleges hulladékot termelünk, ráadásul az ezeknek az elemeknek az élettartama is rövid. Az újratölthető elemek annál inkább vitára adhatnak okot, hiszen jogosan feltételezhetjük azt, hogy a hosszú, akár évekig tartó használat miatt ezzel környezetkímélő döntést hoztunk. Sajnos nem így van. Az újratölthető elemek olyan anyagokat tartalmaznak, amelyeknek a bányászata és az előállítása igen jelentős környezetterheléssel jár. Ilyen pl. a cink, a vas, az alumínium, a lítium és az ezüst. És sajnos ezeken túl szennyező anyagokat is tartalmaznak: higanyt, kadmiumot és ólmot. Az elemek részben újrahasznosíthatóak, de csak alacsony hatásfokkal.
És mi a helyzet az akkumulátorokkal?
Egy kisebb, háztartási célra szán készülékben lévő akkumulátor élettartama 550 darab hagyományos elem élettartamával is felér. Bár az akkumulátorok is tartalmaznak nehézfémeket és mérgező kemikáliákat, de az élettartamuk lényegesen hosszabb, mint az elemeké az az újrahasznosításuk is egyre fejlettebb. Az autókban használt ólom-sav akkumulátoroknak a 90%-a újrahasznosítható. Az új generációs, nikkel-fémhidrid akkumulátorok már nem merülnek le olyan gyorsan, de a készülék választásakor érdemes figyelni arra, hogy az akkumulátor ne legyen egybeépítve a vázzal, hanem cserélhető legyen.
Összefoglalva környezetvédelmi és fenntarthatósági szempontból akkor hozunk jó döntést, ha elem helyett cserélhető akkumulátoros készüléket vásárolunk, abból is új generációs típust.