Sektor energi anyar wis booming bubar. Dina iki kita bakal ngomong babagan pangembangan lan prinsip kerja baterei lan baterei ponsel.

1. Prinsip kerja baterei

Piranti sing bisa langsung ngowahi energi kimia, energi cahya, energi panas, lan liya-liyane dadi energi listrik diarani baterei. Iki kalebu baterei kimia, baterei nuklir, lan liya-liyane, lan sing biasane diarani baterei umume nuduhake baterei kimia.

Baterei kimia praktis dipérang dadi baterei utami lan akumulator. Baterei sing kita sesambungan karo saben dinane utamane akumulator. Baterei kudu diisi sadurunge digunakake, banjur bisa dibuwang. Nalika ngisi daya, energi listrik diowahi dadi energi kimia; nalika discharging, energi kimia diowahi dadi energi listrik.

Nalika baterei kosong, saiki ditransfer saka elektroda positif menyang elektroda negatif liwat sirkuit njaba. Ing elektrolit, ion positif lan ion negatif masing-masing dikirim menyang elektroda, lan arus dikirim saka elektroda negatif menyang elektroda positif. Nalika baterei kosong, loro elektrods ngalami reaksi kimia, lan sirkuit pedhot utawa reaksi kimia ana. Nalika materi wis kesel, discharge bakal mandheg.

Gumantung saka bahan sing digunakake ing baterei, baterei bisa diisi ulang utawa ora bisa diisi ulang. Sawetara reaksi kimia bisa dibalèkaké, lan sawetara ora bisa dibalèkaké.

Kapasitas lan kacepetan baterei gumantung saka materi.

2 Sejarah baterei ponsel

Baterei ponsel bisa dipérang dadi telung tahap: Baterei Ni-Cd → Baterei Ni-MH →

Saka jeneng telung tahap kasebut, kita bisa ndeleng manawa unsur kimia utama sing digunakake ing baterei wis ganti, lan ana luwih akeh inovasi teknologi ing baterei. Kita malah bisa ngomong yen tanpa baterei lithium, ora bakal ana urip pinter seluler saiki.

Nalika telpon seluler pisanan muncul ing taun 1980-an, uga diarani “ponsel”. Saka jeneng, kita bisa ndeleng sing gedhe. Alesan utama kenapa gedhe amarga baterei gedhe.

Ing taun 1990-an, muncul baterei Ni-MH, sing luwih cilik lan luwih ramah lingkungan. StarTAC produk star Motorola nggunakake baterei hidrida logam nikel, kang cukup cilik kanggo subvert pemahaman wong. StarTAC328, dirilis ing taun 1996, minangka telpon flip pisanan ing donya, bobote mung 87 gram.

Ing awal 1990s, baterei lithium uga muncul. Ing taun 1992, Sony ngenalake baterei lithium dhewe menyang produke, nanging amarga regane dhuwur lan kurang daya sing apik, mung bisa digunakake ing produk dhewe. Salajengipun, kanthi inovasi teknologi bahan baterei lithium lan kemajuan teknologi manufaktur, kapasitas lan biaya wis saya apik, lan mboko sithik entuk sih saka manufaktur liyane. Jaman baterei lithium wis resmi teka.

Baterei litium lan Bebungah Nobel

Senajan panggantos telpon seluler berkembang kanthi cepet, pangembangan baterei ponsel relatif alon. Miturut data survey, kapasitas baterei mung mundhak 10% saben 10 taun. Iku meh mokal kanggo Ngartekno nambah kapasitas baterei telpon seluler ing wektu cendhak, supaya lapangan baterei telpon seluler uga duwe kemungkinan Unlimited lan potensial.

Bebungah Nobel Kimia 2019 dianugerahi Profesor John Goodenough, Stanley Whittingham lan Dr. Akira Yoshino kanggo karyane ing bidang baterei lithium. Nyatane, saben taun sadurunge menang, sawetara wong prédhiksi apa baterei lithium bakal menang. Kemajuan baterei lithium nduwe pengaruh gedhe lan kontribusi kanggo masyarakat, lan penghargaan kasebut pancen pantes.

Krisis minyak pisanan saka perang Timur Tengah ing taun 1970-an ndadékaké wong-wong ngerti pentinge nyingkirake katergantungan marang lenga. Ngetik sumber energi anyar bisa ngganti lenga. Uga negara antusias wis digawe dhuwur anyar ing riset lan pangembangan baterei. Kanthi dampak krisis minyak, dheweke ngarep-arep bisa menehi kontribusi ing bidang energi alternatif.

Minangka unsur kuna sing diprodhuksi ing sawetara menit pisanan saka Big Bang, lithium pisanan ditemokake dening ahli kimia Swedia ing wangun ion lithium ing awal abad kaping 19. Iku arang banget reaktif. Kelemahane dumunung ing reaktivitas, nanging uga kekuwatane.

Nalika litium murni digunakake minangka anoda kanggo ngisi baterei, dendrite litium dibentuk, sing bisa nyebabake sirkuit cendhak ing baterei, nyebabake geni utawa malah bledosan, nanging peneliti ora tau nyerah ing baterei lithium.

Telung pemenang Bebungah Nobel: Stanley Whittingham minangka baterei litium kanthi fungsi pisanan sing makarya ing suhu kamar ing awal taun 1970-an, nggunakake drive litium sing kuat kanggo ngeculake elektron njaba;

Baterei Whittingham bisa ngasilake luwih saka rong volt. Ing taun 1980, Goodenough nemokake yen panggunaan lithium kobalt ing katoda bisa tikel kaping pindho voltase. Dheweke tikel kaping pindho potensial baterei, lan bahan katoda kapadhetan energi dhuwur banget entheng, nanging bisa nggawe baterei luwih kuwat. Dheweke nggawe kahanan sing luwih apik kanggo pangembangan baterei sing luwih migunani;

Ing taun 1985, Akase Yoshino ngembangake robot komersial pisanan. Dheweke milih asam lithium kobalt sing digunakake dening Goodeneuf minangka katoda lan kasil ngganti campuran lithium karo karbon minangka elektroda negatif baterei. Dheweke ngembangake baterei lithium kanthi operasi sing stabil, bobot entheng, kapasitas gedhe, panggantos sing aman, lan nyuda resiko pembakaran spontan.

Panliten kasebut wis nyurung baterei lithium menyang produk elektronik sing ora kaetung, supaya kita bisa nikmati urip seluler modern. Baterei litium wis nggawe kahanan sing cocog kanggo masyarakat anyar nirkabel tanpa bahan bakar fosil, lan entuk manfaat banget kanggo manungsa.

Teknologi ora mandheg

Ing dina iku, butuh 10 jam kanggo ngisi daya lan 35 menit kanggo ngobrol, nanging saiki, ponsel kita terus-terusan. Kita ora bakal tundhuk masalah pangisian daya kanggo wektu sing suwe kaya sing kepungkur, nanging teknologi kasebut ora mandheg. Kita isih njelajah dalan kanthi kapasitas gedhe, ukuran cilik, lan umur baterei sing dawa.

Nganti saiki, masalah dendrit saka baterei lithium isih ngganggu peneliti kaya hantu. Ngadhepi risiko keamanan utama iki, para ilmuwan ing saindenging jagad isih kerja keras. Goodenough, pamenang Bebungah Nobel 90 taun, wis kanthi tekad ngabdi marang riset lan pangembangan baterei solid-state.

Kanca, apa sampeyan mikir babagan energi anyar? Apa prospek sampeyan babagan masa depan lapangan baterei? Apa pangarepan kanggo telpon seluler mangsa?

Sugeng rawuh ing pesen kanggo ngrembug, monggo digatekake ilmu black hole, lan nggawa ilmu sing luwih menarik.