| 1.
Zwischenbericht über die Untersuchung der Wirkung gepulster Signale nach dem Megapuls-Anti-Sulfatierungs-System auf Bleiakkumulatoren durch die technische Universität Wien |
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| Die
Untersuchungen werden an 12V Startarbatterien mit Gitterplatte (verschiedene
Legierungenstypen) durchgeführt. Als Versuchsträger (Prüflinge) werden
Altbatterien aus KFZ (Kapazität im Bereich von 30-100 Ah) herangezogen. Die Prüflinge wurden in einer Bestandsaufnahme analysiert und nach den unten angeführten Kriterien in zwei Kategorien eingeordnet (Akkumulatoren mit Zellkurzschlüssen wurden als Prüflinge generell nicht akzeptiert) :
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| In
beiden Kategorien wurden die Untersuchungen an einer statistisch repräsentativen
Anzahl von Prüflingen durchgeführt. Es wurden dazu ca. 80 Prüflinge
verwendet. An den Prüflingen wurden während der Versuchsdauer ca. 10.000 einzelne Meßdaten aufgenommen. Sämtliche Akkumulatoren wurden aus der Entsorgungskette vor der Verwendung/Recycling ausgesondert. |
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| Testdurchführung: Die Prüflinge (Akkumulatoren) wurden an MEGAPULS-Geräte angeklemmt. Die - zur Funktion der MEGAPULS-Geräte notwendige elektrische Energie - wird direkt aus dem bepulsten Akkumulator entnommen. Bei der unteren Grenzspannung der MEGAPULS-Geräte (lt. Betriebsanleitung 12,8V) wird der entsprechende Strom über eine zusätzliche externe Stromquelle in die Prüflinge eingespeist. Die Beaufschlagungszeit der Prüflinge mit dem MEGAPULS-Geräten betrug 15 Tage. Im Anschluss an die Bepulsung wurden die Prüflinge an ein konventionelles Profi-Ladegerät (mit Kennliniensteuerung) zur Ladung angeschlossen. Untersucht wurden die Veränderungen der elektrisch/chemischen Kennwerte der Akkumulatoren während und nach Abschluss der Bepulsung sowie während und nach dem Ladevorgang. 48 Stunden nach Abschluss des Ladevorganges wurden an den Prüflingen nochmals eine Messung der elktrisch/chemischen Kennwerte vorgenommen (Erfassung des stationären Zustandes). Ergebnisse: Nach Anwendung der MEGAPULS-Geräte an 12V Starterbatterien wurde bei beiden Testgruppen eine signifikante Verbesserung der elektrischen und chemischen Parameter der Akkumulatoren festgestellt: Kategorie I: |
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| Diskussion
Kategorie I, mittlere Schädigung: Der zeitliche Anstieg der Kaltstartstromwerte verläuft linear. D.h. die entsprechenden Meßwerte steigen während der Bepulsung gleichmäßig. Nach Abschluß der 15tägigen Bepulsung betrug der Wert bereits 84,7%. D.h. der Akkumulator ist als entsulfatiert und wieder einsatzfähig zu erachten. Die aktive Masse in den Prüflingen kann nachfolgend wieder Ladung aufnehmen. Im Anschluß an die Ladung (weiterer Abbau der Sulfatschicht) beträgt der Wert für den Kaltstartstrom 97% des Neuwertes. Der Anstieg der Kapazität beträgt im Verlauf der Bepulsung im statistischen Mittel 15%. Die nachfolgende Ladung (Akzeptanz der Ladefähigkeit nach dem Abbau der grobkristallinen Sulfatschicht nun gewährleistet) erhöht die Kapazität auf 87,5% des Neuwertes. Kategorie II: |
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| Diskussion
Kategorie II, starke Schädigung: Die Veränderung der Kaltstartstromwerte bei den entsprechenden Prüflingen ist in zwei Bereiche zu unterteilen. Zuerst erfolgt ein lineares Anstiegen der Werte über einen Zeitraum von ca. 10 Tagen. Nachfolgend ergibt sich ein exponentielles Wachstum. Der weitere Verlauf entspricht im wesentlichen dem entsprechenden Teil aus der Kennlinie von Kategorie I. Daraus ist zu entnehmen, daß bei starker Schädigung die Wirkung der Bepulsung aus zeitlicher Sicht einen Schwellwert aufweist. Elektrochemisch gesehen wird in dieser Phase die schwerlösliche Bleisulfatschicht ("Sulfatierung") lokal aufgelockert. Dies erfolgt durch Erhöhung der lokalen inneren Säuredichte durch den vom Gerät ausgesendeten Stromstoß und der nachfolgenden Möglichkeit zum Ausgleich der inneren mit der äußeren Säuredichte in den stromlosen Phasen (Strompausen), die vom Gerät generiert werden. Die Abstimmung der Parameter des MEGAPULS -Gerätes (Stromhöhe, Verhältnis Aktivzeit des Strompulses zu Pausezeit des Pulses) ist so gewählt, daß ein effizienter Abbau der Sulfatschicht bei gleichzeitiger sehr hoher Schonung des Akkumulators erzielt wird. Der beschriebene Vorgang verursacht somit die Rückführung der schwerlöslichen, grobkristallinen Bleisulfatschicht in ihre Ausgangsstoffe (Elektrolyt und Plattenmaterial -aktive Masse ) und ermöglicht dadurch eine nachfolgende Aufladung des Akkus. Das Verhalten der Kapazität entspricht im wesentlichen dem Prozeß wie bei Kategorie I beschrieben. Der Unterschied besteht darin, daß die im Zuge der nachfolgenden Ladung aufgenommenen Energiemengen bei den Prüflingen in Kategorie II deutlich über denen der Prüflinge in Kategorie I liegen. Dieser Sachverhalt erklärt sich aus einer noch tieferen Entladung der stärker geschädigten Akkus gegenüber den Akkumulatoren mit mittlerer Schädigung. Zusammenfassung: |
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| Nach
Anwendung der MEGAPULS-Geräte an 12V Starterbatterien wurde bei den Testgruppen
eine signifikante Verbesserung der elktrischen und chemischen Parameter
der Akkumulatoren festgestellt. Bei sämtlichen bepulsten Altbatterien
konnte - durch Beaufschlagung mit dem MEGAPULS-Verfahren - die Ladefähigkeit
zurückgewonnen werden. 97% der Batterien aus Kategorie I und 70% der Batterien
aus Kategorie II genügen nach Abschluss des Bepulsungs - und Ladeprozesses
wieder den Anforderungen in ihrem ursprünglichen Anwendungsbereich, d.h.
könnten uneingeschränkt wieder in ein KFZ eingesetzt werden. Wien, am 02 März 2001 Univ.-Ass. Dipl.-Ing. M. Wieger |