Энергетиканын жаңы тармагы соңку убакта өнүгүп жатат. Бүгүн биз батарейкалардын жана уюлдук телефондун батарейкаларынын өнүгүүсү жана иштөө принциптери жөнүндө сүйлөшөбүз.

1. Батареянын иштөө принциби

Химиялык энергияны, жарык энергиясын, жылуулук энергиясын жана башкаларды түздөн-түз электр энергиясына айландыра ала турган түзүлүш батарея деп аталат. Ал химиялык батареяларды, өзөктүк батареяларды ж.

Практикалык химиялык батареялар негизги жана аккумуляторлор болуп бөлүнөт. Күнүмдүк жашообузда байланышта болгон батареялар негизинен аккумуляторлор. Батареяны колдонуудан мурун заряддоо керек, андан кийин аны кубаттоого болот. Заряддоодо электр энергиясы химиялык энергияга айланат; разряддоодо химиялык энергия электр энергиясына айланат.

Батарея заряды түгөнгөндө, ток тышкы чынжыр аркылуу оң электроддон терс электродго өтөт. Электролитте оң иондор жана терс иондор тиешелүүлүгүнө жараша электроддорго, ал эми ток терс электроддон оң ​​электродго өтөт. Батареянын заряды түгөнүп калганда, эки электрод химиялык реакцияга кирип, схема ажыратылат же химиялык реакция пайда болот. Материал түгөнгөндө, разряд токтойт.

Батареянын ичинде колдонулган материалдарга жараша, батарея кайра заряддалуучу же заряддалбаган болушу мүмкүн. Кээ бир химиялык реакциялар кайра, кээ бирлери кайра кайтарылбайт.

Батареянын кубаттуулугу жана ылдамдыгы анын материалына жараша болот.

2 Уюлдук телефондун батареяларынын тарыхы

Уюлдук телефондун батареялары негизинен үч этапка бөлүнөт: Ni-Cd батареясы → Ni-MH батареясы →

Бул үч этаптын аталыштарынан биз батареяларда колдонулган негизги химиялык элементтердин өзгөрүп жатканын, батарейкаларда дагы технологиялык жаңылыктар болуп жатканын көрүүгө болот. Литий батарейкалары болбосо, бүгүнкү күндө мобилдик акылдуу жашоо болмок эмес деп айта алабыз.

Уюлдук телефондор биринчи жолу 1980-жылдары пайда болгондо, аларды “уюлдук телефондор” деп да аташкан. Атын да көрдөххө, ол элбэх. Анын чоң болушунун негизги себеби, анын чоң батареясы.

1990-жылдары Ni-MH батареялары пайда болгон, алар кичирээк жана экологиялык жактан таза. Motorolaнын StarTAC жылдыздуу продуктусу никель-металл гидриддик батарейкаларды колдонот, алар адамдардын түшүнүгүн буза турганчалык кичинекей. 328-жылы чыгарылган StarTAC1996 дүйнөдөгү биринчи флип телефон болгон, салмагы болгону 87 грамм болгон.

1990-жылдардын башында литий батареялары да пайда болгон. 1992-жылы Sony өзүнүн продукциясына өзүнүн литий батарейкасын киргизген, бирок жогорку баага жана эң сонун кубаттуулуктун жоктугуна байланыштуу ал өзүнүн продукциясында гана колдонулушу мүмкүн. Кийинчерээк, литий батареянын материалдарынын технологиялык инновациялары жана өндүрүш технологиясынын прогресси менен анын кубаттуулугу жана наркы жакшырып, бара-бара көбүрөөк өндүрүүчүлөрдүн пайдасына ээ болду. Литий батареяларынын доору расмий түрдө келди.

Литий батареясы жана Нобель сыйлыгы

Уюлдук телефондорду алмаштыруу тездик менен өнүгүп жатканы менен уюлдук телефондордун батарейкаларынын өнүгүүсү салыштырмалуу жай жүрүп жатат. Сурамжылоо маалыматтарына ылайык, батарейкалардын кубаттуулугу ар бир 10 жылда 10% га гана көбөйөт. Уюлдук телефондордун батарейкаларынын кубаттуулугун кыска убакыттын ичинде олуттуу жогорулатуу дээрлик мүмкүн эмес, ошондуктан уюлдук телефондордун аккумуляторлору тармагында да чексиз мүмкүнчүлүктөр жана потенциалдар бар.

2019-жылдагы химия боюнча Нобель сыйлыгы литий батареялары тармагындагы иштери үчүн профессор Жон Гуденоф, Стэнли Уиттингем жана доктор Акира Йошиного ыйгарылды. Чынында, жыл сайын алар жеңишке жеткенге чейин, кээ бир адамдар литий батарейкалар жеңеби же жокпу, алдын ала айтышат. Литий батарейкаларынын прогресси коомго чоң таасирин жана салымын кошуп, алардын сыйлыктары татыктуу.

1970-жылдардагы Жакынкы Чыгыштагы согуштун биринчи мунай кризиси адамдарды мунайга болгон көз карандылыктан кутулуунун маанилүүлүгүн түшүнүүгө алып келди. Жаңы энергия булактарын киргизүү мунайдын ордун толтура алат. Ошондой эле энтузиаст өлкөлөр батареяларды изилдөө жана иштеп чыгууда жаңы бийиктиктерди жаратышты. Мунай кризисинин таасири менен ал альтернативдик энергетика тармагына салым кошууга үмүттөнөт.

Биг Бенгдин алгачкы мүнөттөрүндө пайда болгон байыркы элемент катары литий биринчи жолу 19-кылымдын башында швед химиктери тарабынан литий иондору түрүндө ачылган. Бул өтө реактивдүү. Анын алсыздыгы реактивдүүлүктө, бирок бул анын күчтүү жактарында да.

Батареяны заряддоо үчүн анод катары таза литий колдонулганда, литий дендриттери пайда болуп, батареяда кыска туташууга, өрткө, атүгүл жарылууга алып келиши мүмкүн, бирок изилдөөчүлөр литий батареяларынан эч качан баш тартышкан эмес.

Үч Нобель сыйлыгынын лауреаты: Стэнли Уиттингем 1970-жылдардын башында бөлмө температурасында иштеген, тышкы электрондорду чыгаруу үчүн литийдин күчтүү дискин колдонгон биринчи толук иштеген литий батареясы болгон;

Уиттингемдин батарейкасы эки вольттон бир аз көбүрөөк өндүрө алат. 1980-жылы Гуденоу катоддо кобальт литийин колдонуу чыңалууну эки эсеге көбөйтө аларын аныктаган. Ал аккумулятордун потенциалын эки эсеге көбөйттү жана жогорку энергия тыгыздыгы бар катод материалы абдан жеңил, бирок ал күчтүүрөөк батареяны жасай алат. Ал көбүрөөк пайдалуу батареяларды иштеп чыгуу үчүн жакшы шарттарды түзгөн;

1985-жылы Акасе Йошино биринчи коммерциялык роботту иштеп чыккан. Ал катод катары Гуденеф колдонгон литий кобальт кислотасын тандап, батареянын терс электроду катары литий эритмесин көмүртек менен ийгиликтүү алмаштырган. Ал туруктуу иштөөсү, жеңил салмагы, чоң сыйымдуулугу, коопсуз алмаштыруу жана өзүнөн-өзү күйүү коркунучун бир кыйла азайткан литий батареясын иштеп чыкты.

Бул алардын изилдөөсү литий батарейкаларын сансыз электрондук продуктыларга түртүп, заманбап мобилдик жашоодон ырахат алууга мүмкүнчүлүк берди. Литий батарейкалар зымсыз, казылып алынган отунсуз жаңы коом үчүн ылайыктуу шарттарды түзүп, адамзатка чоң пайда алып келди.

Технология эч качан токтобойт

Ал убакта кубаттоого 10 саат, сүйлөшүүгө 35 мүнөт керек болсо, азыр уюлдук телефондорубуз тынымсыз кайталанып турат. Биз мурункудай көп убакыт бою заряддоо көйгөйүнө дуушар болбойбуз, бирок технология эч качан токтогон эмес. Биз дагы эле чоң кубаттуулуктагы, кичинекей көлөмдөгү жана узак батареянын иштөө мөөнөтүн изилдеп жатабыз.

Азырынча литий батарейкаларынын дендрит маселеси дагы эле изилдөөчүлөрдү арбак сымал кыйнап келет. Бул чоң коопсуздук коркунучуна туш болгон бүткүл дүйнө жүзүндөгү илимпоздор дагы эле талыкпай иштеп жатышат. 90 жаштагы Нобель сыйлыгынын лауреаты Гуденоф өзүн катуу абалдагы батареяларды изилдөөгө жана өнүктүрүүгө чечкиндүү түрдө арнаган.

Досум, жаңы энергияга кандай карайсың? Батарея тармагынын келечегине көз карашыңыз кандай? Келечектеги уюлдук телефондоруңуздан эмнени күтөсүз?

Талкуулоо үчүн билдирүү калтырууга кош келиңиз, кара тешик илимине көңүл буруңуз жана сизге кызыктуу илим алып келиңиз.