Ang bag-ong sektor sa enerhiya nag-uswag karong bag-o. Karon maghisgot kita bahin sa pag-uswag ug mga prinsipyo sa pagtrabaho sa mga baterya ug mga baterya sa mobile phone.

1. Ang prinsipyo sa pagtrabaho sa baterya

Ang himan nga direktang maka-convert sa enerhiya sa kemikal, enerhiya sa kahayag, enerhiya sa kainit, ug uban pa ngadto sa enerhiyang elektrikal gitawag ug baterya. Naglakip kini sa kemikal nga mga baterya, nukleyar nga mga baterya, ug uban pa, ug ang kasagaran natong gitawag nga mga baterya kasagaran nagtumong sa kemikal nga mga baterya.

Ang praktikal nga kemikal nga mga baterya gibahin sa panguna nga mga baterya ug mga accumulator. Ang mga baterya nga atong makontak sa atong adlaw-adlaw nga kinabuhi kay nag-una sa mga accumulator. Kinahanglang i-charge ang baterya sa dili pa gamiton, ug dayon kini ma-discharge. Kung nag-charge, ang enerhiya sa elektrisidad nakabig sa enerhiya sa kemikal; sa diha nga discharging, ang kemikal nga enerhiya nakabig ngadto sa electrical enerhiya.

Kung ang baterya ma-discharge, ang kasamtangan ibalhin gikan sa positibo nga elektrod ngadto sa negatibo nga elektrod pinaagi sa usa ka eksternal nga sirkito. Sa electrolyte, ang positibo nga mga ion ug negatibo nga mga ion gibalhin sa mga electrodes, ug ang kasamtangan nga gipadala gikan sa negatibo nga electrode ngadto sa positibo nga electrode. Sa diha nga ang baterya gipagawas, ang duha ka mga electrodes moagi sa usa ka kemikal nga reaksyon, ug ang sirkito madiskonekta o ang usa ka kemikal nga reaksyon mahitabo. Kung mahurot na ang materyal, mohunong ang pag-discharge.

Depende sa mga materyales nga gigamit sa sulod sa baterya, ang baterya mahimong ma-rechargeable o dili ma-rechargeable. Ang ubang mga kemikal nga reaksiyon mabalik, ug ang uban dili na mabalik.

Ang kapasidad ug katulin sa baterya nagdepende sa materyal niini.

2 Ang kasaysayan sa mga baterya sa cell phone

Ang mga baterya sa mobile phone mahimong bahinon sa tulo ka yugto: Ni-Cd nga baterya → Ni-MH nga baterya →

Gikan sa mga ngalan niining tulo ka mga yugto, atong makita nga ang mga nag-unang kemikal nga mga elemento nga gigamit sa mga baterya nag-usab-usab, ug adunay dugang nga teknolohiya nga mga inobasyon sa mga baterya. Mahimo pa gani naton isulti nga kung wala ang mga baterya sa lithium, wala’y mobile smart nga kinabuhi karon.

Sa diha nga ang mga mobile phone unang nagpakita sa 1980s, kini gitawag usab nga “mobile phones.” Gikan sa ngalan, atong makita nga kini dako. Ang panguna nga hinungdan ngano nga kini dako tungod sa dako nga baterya niini.

Sa 1990s, ang Ni-MH nga mga baterya nagpakita, nga mas gamay ug mas mahigalaon sa kinaiyahan. Ang star product sa Motorola nga StarTAC naggamit ug nickel metal hydride nga mga baterya, nga gamay ra kaayo aron madaot ang panglantaw sa mga tawo. Ang StarTAC328, nga gipagawas niadtong 1996, mao ang unang flip phone sa kalibotan, nga may gibug-aton lang nga 87 gramos.

Sa sayong bahin sa dekada 1990, mitungha usab ang mga baterya sa lithium. Sa 1992, gipaila sa Sony ang kaugalingon nga lithium nga baterya sa mga produkto niini, apan tungod sa taas nga presyo ug kakulang sa maayo kaayo nga gahum, magamit ra kini sa kaugalingon nga mga produkto. Pagkahuman, uban sa teknolohikal nga kabag-ohan sa lithium nga mga materyales sa baterya ug ang pag-uswag sa teknolohiya sa paggama, ang kapasidad ug gasto niini gipauswag, ug anam-anam nga nakadaog sa pabor sa daghang mga tiggama. Ang panahon sa mga baterya sa lithium opisyal nga miabot.

Lithium battery ug ang Nobel Prize

Bisan kung ang pag-ilis sa mga mobile phone paspas nga nag-uswag, ang pag-uswag sa mga baterya sa mobile phone medyo hinay. Sumala sa datos sa surbey, ang kapasidad sa mga baterya mousbaw lamang ug 10% matag 10 ka tuig. Hapit imposible nga madugangan ang kapasidad sa mga baterya sa mobile phone sa mubo nga panahon, busa ang natad sa mga baterya sa mobile phone usab adunay walay kinutuban nga mga posibilidad ug potensyal.

Ang 2019 Nobel Prize sa Chemistry gihatag ngadto kang Propesor John Goodenough, Stanley Whittingham ug Dr. Akira Yoshino alang sa ilang trabaho sa natad sa lithium batteries. Sa tinuud, matag tuig sa wala pa sila modaog, ang pipila ka mga tawo nagtagna kung ang mga baterya sa lithium makadaog. Ang pag-uswag sa mga baterya sa lithium adunay dako nga epekto ug kontribusyon sa katilingban, ug ang ilang mga pasidungog angayan kaayo.

Ang unang krisis sa lana sa Middle East nga gubat sa 1970s mitultol sa mga tawo sa pagkaamgo sa kamahinungdanon sa pagwagtang sa pagsalig sa lana. Ang pagsulod sa bag-ong mga tinubdan sa enerhiya makapuli sa lana. Usab ang mga madasigon nga mga nasud nakamugna og bag-ong mga kahitas-an sa panukiduki ug pagpalambo sa mga baterya. Sa epekto sa krisis sa lana, nanghinaot siya nga makahatag og kontribusyon sa natad sa alternatibong enerhiya.

Isip usa ka karaan nga elemento nga gihimo sa unang pipila ka minuto sa Big Bang, ang lithium unang nadiskobrehan sa Swedish nga mga chemist sa porma sa lithium ions sa unang bahin sa ika-19 nga siglo. Kini hilabihan ka reaktibo. Ang kahuyang niini anaa sa pagkaaktibo, apan kini usab ang mga kalig-on niini.

Kung ang puro nga lithium gigamit ingon usa ka anode aron ma-charge ang usa ka baterya, ang mga lithium dendrite maporma, nga mahimong hinungdan sa usa ka mubo nga sirkito sa baterya, hinungdan sa sunog o bisan usa ka pagbuto, apan ang mga tigdukiduki wala gyud mohunong sa mga baterya sa lithium.

Tulo ka mga mananaog sa Nobel Prize: Si Stanley Whittingham mao ang unang fully functional lithium battery nga nagtrabaho sa temperatura sa lawak sa sayong bahin sa 1970s, gamit ang kusog nga drive sa lithium aron sa pagpagawas sa mga external electron;

Ang baterya ni Whittingham makamugna og gamay sa duha ka volts. Niadtong 1980, nadiskobrehan ni Goodenough nga ang paggamit sa cobalt lithium sa cathode makadoble sa boltahe. Gidoble niya ang potensyal sa baterya, ug ang high-energy-density nga cathode nga materyal gaan kaayo, apan kini makahimo og mas lig-on nga baterya. Naghimo siya og mas maayo nga mga kondisyon alang sa pagpalambo sa mas mapuslanon nga mga baterya;

Niadtong 1985, gimugna ni Akase Yoshino ang unang robot nga komersyal. Gipili niya ang lithium cobalt acid nga gigamit sa Goodeneuf isip cathode ug malampuson nga gipulihan ang lithium alloy sa carbon isip negatibo nga electrode sa baterya. Naghimo siya usa ka lithium nga baterya nga adunay lig-on nga operasyon, gaan nga gibug-aton, dako nga kapasidad, luwas nga pag-ilis, ug labi nga nakunhuran ang peligro sa kusog nga pagkasunog.

Kini ang ilang panukiduki nga nagduso sa mga baterya sa lithium sa dili maihap nga mga produkto sa elektroniko, nga gitugotan kami nga makatagamtam sa modernong kinabuhi sa mobile. Ang mga baterya nga lithium nakamugna og angay nga mga kondisyon alang sa usa ka wireless, walay fossil-fuel-free nga bag-ong katilingban, ug nakabenepisyo pag-ayo sa katawhan.

Ang teknolohiya dili mohunong

Niadtong mga panahona, 10 ka oras ang pag-charge ug 35 ka minuto aron makig-istorya, apan karon, ang among mga mobile phone kanunay nga nag-uli. Dili kami mapailalom sa problema sa pagsingil sa dugay nga panahon sama sa kaniadto, apan ang teknolohiya wala gyud mohunong. Gisuhid pa namo ang dalan sa dako nga kapasidad, gamay nga gidak-on, ug taas nga kinabuhi sa baterya.

Sa pagkakaron, ang problema sa dendrite sa lithium batteries naghasol gihapon sa mga tigdukiduki sama sa usa ka multo. Nag-atubang niining dakong kapeligrohan sa seguridad, ang mga siyentipiko sa tibuok kalibotan nagkugi gihapon. Si Goodenough, ang 90-anyos nga mananaog sa Nobel Prize, determinado nga naghalad sa iyang kaugalingon sa panukiduki ug pagpalambo sa mga solid-state nga baterya.

Higala, unsa sa imong hunahuna ang bag-ong kusog? Unsa ang imong panglantaw sa kaugmaon sa natad sa baterya? Unsa ang imong gipaabut alang sa umaabot nga mga mobile phone?

Malipayon nga magbilin usa ka mensahe aron hisgutan, palihug pagtagad sa siyensya sa itom nga lungag, ug magdala kanimo labi ka makapaikag nga siyensya.