නව බලශක්ති අංශය මෑතක සිට දියුණු වෙමින් පවතී. අද අපි බැටරි සහ ජංගම දුරකථන බැටරි සංවර්ධනය හා ක්රියාකාරී මූලධර්ම ගැන කතා කරමු.

1. බැටරියේ වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය

රසායනික ශක්තිය, ආලෝක ශක්තිය, තාප ශක්තිය යනාදිය සෘජුවම විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකි උපකරණය බැටරියක් ලෙස හැඳින්වේ. එයට රසායනික බැටරි, න්‍යෂ්ටික බැටරි යනාදිය ඇතුළත් වන අතර අපි සාමාන්‍යයෙන් බැටරි ලෙස හඳුන්වන දේ සාමාන්‍යයෙන් රසායනික බැටරි වලට යොමු වේ.

ප්‍රායෝගික රසායනික බැටරි ප්‍රාථමික බැටරි සහ සමුච්චිත ලෙස බෙදා ඇත. අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයේදී අප සම්බන්ධ වන බැටරි ප්‍රධාන වශයෙන් සමුච්චකාරක වේ. භාවිතයට පෙර බැටරිය ආරෝපණය කළ යුතු අතර පසුව එය විසර්ජනය කළ හැකිය. ආරෝපණය කරන විට, විද්යුත් ශක්තිය රසායනික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ; විසර්ජනය කරන විට රසායනික ශක්තිය විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ.

බැටරිය විසර්ජනය කරන විට, ධාරාව ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩයේ සිට සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩය වෙත බාහිර පරිපථයක් හරහා මාරු කරනු ලැබේ. ඉලෙක්ට්‍රෝලය තුළ ධන අයන සහ සෘණ අයන පිළිවෙලින් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ වෙත සම්ප්‍රේෂණය වන අතර ධාරාව සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සිට ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය වෙත සම්ප්‍රේෂණය වේ. බැටරිය විසර්ජනය වන විට, ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙක රසායනික ප්රතික්රියාවක් සිදු වන අතර, පරිපථය විසන්ධි වී හෝ රසායනික ප්රතික්රියාවක් සිදු වේ. ද්රව්යය අවසන් වූ විට, විසර්ජනය නතර වේ.

බැටරිය තුළ භාවිතා කරන ද්රව්ය මත පදනම්ව, බැටරිය නැවත ආරෝපණය කළ හැකි හෝ නැවත ආරෝපණය කළ නොහැකි විය හැකිය. සමහර රසායනික ප්‍රතික්‍රියා ආපසු හැරවිය හැකි අතර සමහර ඒවා ආපසු හැරවිය නොහැකි වේ.

බැටරියේ ධාරිතාව සහ වේගය එහි ද්රව්ය මත රඳා පවතී.

2 ජංගම දුරකථන බැටරි ඉතිහාසය

ජංගම දුරකථන බැටරි මූලික වශයෙන් අදියර තුනකට බෙදිය හැකිය: Ni-Cd බැටරිය → Ni-MH බැටරිය →

මෙම අදියර තුනේ නම් වලින්, බැටරි වල භාවිතා කරන ප්රධාන රසායනික මූලද්රව්ය වෙනස් වන අතර, බැටරි වල තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයන් වැඩි බව අපට පෙනේ. ලිතියම් බැටරි නොමැතිව අද ජංගම ස්මාර්ට් ජීවිතයක් නොමැති බව අපට පැවසිය හැකිය.

1980 ගණන්වල ජංගම දුරකථන මුලින්ම දර්ශනය වූ විට ඒවා “ජංගම දුරකථන” ලෙසද හැඳින්වේ. නමේ සිටම එය විශාල බව අපට පෙනේ. එය විශාල වීමට ප්‍රධාන හේතුව එහි විශාල බැටරියයි.

1990 ගණන් වලදී Ni-MH බැටරි දර්ශනය වූ අතර ඒවා කුඩා හා පරිසර හිතකාමී වේ. Motorola හි තරු නිෂ්පාදනයක් වන StarTAC නිකල් ලෝහ හයිඩ්‍රයිඩ් බැටරි භාවිතා කරයි, ඒවා මිනිසුන්ගේ සංජානනය යටපත් කිරීමට තරම් කුඩා වේ. 328 දී නිකුත් කරන ලද StarTAC1996, ග්‍රෑම් 87ක් පමණක් බරැති ලොව ප්‍රථම flip දුරකථනය විය.

1990 ගණන්වල මුල් භාගයේදී ලිතියම් බැටරි ද දර්ශනය විය. 1992 දී Sony සමාගම තමන්ගේම ලිතියම් බැටරිය තම නිෂ්පාදනවලට හඳුන්වා දුන් නමුත් ඉහළ මිල සහ විශිෂ්ට බලයක් නොමැතිකම හේතුවෙන් එය භාවිතා කළ හැක්කේ තමන්ගේම නිෂ්පාදන සඳහා පමණි. පසුව, ලිතියම් බැටරි ද්‍රව්‍යවල තාක්ෂණික නවෝත්පාදනය සහ නිෂ්පාදන තාක්‍ෂණයේ ප්‍රගතියත් සමඟ එහි ධාරිතාව සහ පිරිවැය වැඩි දියුණු කර ඇති අතර ක්‍රමයෙන් වැඩි නිෂ්පාදකයින්ගේ ප්‍රසාදය දිනා ගත්තේය. ලිතියම් බැටරි යුගය නිල වශයෙන් පැමිණ ඇත.

ලිතියම් බැටරිය සහ නොබෙල් ත්‍යාගය

ජංගම දුරකථන ආදේශ කිරීම ශීඝ්‍රයෙන් වර්ධනය වුවද, ජංගම දුරකථන බැටරි සංවර්ධනය සාපේක්ෂව මන්දගාමී වේ. සමීක්ෂණ දත්ත වලට අනුව, බැටරිවල ධාරිතාව සෑම වසර 10 කට වරක් 10% කින් පමණක් වැඩි වේ. කෙටි කාලයක් තුළ ජංගම දුරකථන බැටරිවල ධාරිතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කිරීම පාහේ කළ නොහැක්කකි, එබැවින් ජංගම දුරකථන බැටරි ක්ෂේත්රයේ ද අසීමිත හැකියාවන් සහ විභවයන් ඇත.

2019 රසායන විද්‍යාව සඳහා වූ නොබෙල් ත්‍යාගය මහාචාර්ය ජෝන් ගුඩ්නොෆ්, ස්ටැන්ලි විටින්හැම් සහ ආචාර්ය අකිරා යෝෂිනෝ වෙත ලිතියම් බැටරි ක්ෂේත්‍රයේ කළ සේවය වෙනුවෙන් පිරිනමන ලදී. ඇත්ත වශයෙන්ම, සෑම වසරකම ඔවුන් ජයග්රහණය කිරීමට පෙර, සමහර අය ලිතියම් බැටරි ජයග්රහණය කරයිදැයි අනාවැකි පළ කරති. ලිතියම් බැටරි වල ප්‍රගතිය සමාජයට විශාල බලපෑමක් සහ දායකත්වයක් ලබා දෙන අතර ඔවුන්ගේ සම්මාන ඉතා සුදුසු ය.

1970 ගණන්වල මැද පෙරදිග යුද්ධයේ පළමු තෙල් අර්බුදය තෙල් මත යැපීමෙන් මිදීමේ වැදගත්කම අවබෝධ කර ගැනීමට මිනිසුන්ට හේතු විය. නව බලශක්ති ප්රභවයන් ඇතුල් කිරීම තෙල් වෙනුවට ආදේශ කළ හැකිය. එසේම උද්යෝගිමත් රටවල් බැටරි පර්යේෂණ හා සංවර්ධන නව උස නිර්මාණය කර ඇත. තෙල් අර්බුදයේ බලපෑමත් සමඟ විකල්ප බලශක්ති ක්ෂේත්‍රයේ දායකත්වයක් ලබා දීමට ඔහු බලාපොරොත්තු වේ.

මහා පිපිරුමේ පළමු මිනිත්තු කිහිපය තුළ නිපදවන ලද පුරාණ මූලද්‍රව්‍යයක් ලෙස, ලිතියම් 19 වන සියවසේ මුල් භාගයේදී ස්වීඩන් රසායනඥයින් විසින් ලිතියම් අයන ආකාරයෙන් මුලින්ම සොයා ගන්නා ලදී. එය අතිශයින්ම ප්රතික්රියාශීලී වේ. එහි දුර්වලතාවය පවතින්නේ ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය තුළ නමුත් එය එහි ශක්තීන් ද වේ.

බැටරියක් ආරෝපණය කිරීම සඳහා පිරිසිදු ලිතියම් ඇනෝඩයක් ලෙස භාවිතා කරන විට, ලිතියම් ඩෙන්ඩ්‍රයිට් සෑදී ඇති අතර එමඟින් බැටරියේ කෙටි පරිපථයක්, ගින්නක් හෝ පිපිරීමක් ඇති කළ හැකි නමුත් පර්යේෂකයන් කිසි විටෙකත් ලිතියම් බැටරි අතහැර දමා නැත.

නොබෙල් ත්‍යාගලාභීන් තිදෙනෙක්: Stanley Whittingham යනු 1970 ගණන්වල මුල් භාගයේ කාමර උෂ්ණත්වයේ දී බාහිර ඉලෙක්ට්‍රෝන මුදා හැරීම සඳහා ලිතියම් ප්‍රබල ධාවකය භාවිතා කරමින් ක්‍රියා කළ පළමු පූර්ණ ක්‍රියාකාරී ලිතියම් බැටරියයි.

විටින්හැම්ගේ බැටරියට වෝල්ට් දෙකකට වඩා ටිකක් ජනනය කළ හැකිය. 1980 දී Goodenough විසින් කැතෝඩයේ කොබෝල්ට් ලිතියම් භාවිතා කිරීමෙන් වෝල්ටීයතාව දෙගුණ කළ හැකි බව සොයා ගන්නා ලදී. ඔහු බැටරියේ විභවය දෙගුණ කළ අතර අධි ශක්ති-ඝනත්ව කැතෝඩ ද්‍රව්‍ය ඉතා සැහැල්ලු ය, නමුත් එය ශක්තිමත් බැටරියක් සෑදිය හැකිය. ඔහු වඩාත් ප්රයෝජනවත් බැටරි සංවර්ධනය සඳහා වඩා හොඳ කොන්දේසි නිර්මානය කළේය;

1985 දී Akase Yoshino විසින් පළමු වාණිජ රොබෝව නිපදවන ලදී. ඔහු Goodeneuf විසින් භාවිතා කරන ලද ලිතියම් කොබෝල්ට් අම්ලය කැතෝඩය ලෙස තෝරා ගත් අතර බැටරියේ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස ලිතියම් මිශ්‍ර ලෝහය කාබන් සමඟ සාර්ථකව ප්‍රතිස්ථාපනය කළේය. ඔහු ස්ථායී ක්‍රියාකාරිත්වය, සැහැල්ලු බර, විශාල ධාරිතාව, ආරක්ෂිත ප්‍රතිස්ථාපනය සහ ස්වයංසිද්ධ දහනය වීමේ අවදානම බෙහෙවින් අඩු කරන ලද ලිතියම් බැටරියක් නිපදවා ඇත.

නවීන ජංගම ජීවිතය භුක්ති විඳීමට අපට ඉඩ සලසන ලිතියම් බැටරි ගණන් කළ නොහැකි ඉලෙක්ට්‍රොනික නිෂ්පාදන වෙත තල්ලු කර ඇත්තේ ඔවුන්ගේ පර්යේෂණය. ලිතියම් බැටරි රැහැන් රහිත, ෆොසිල ඉන්ධනවලින් තොර නව සමාජයක් සඳහා සුදුසු තත්වයන් නිර්මාණය කර ඇති අතර මානව වර්ගයාට විශාල ප්‍රතිලාභයක් ලබා දී ඇත.

තාක්ෂණය කිසිදා නතර නොවේ

ඒ දවස්වල ආරෝපණය කිරීමට පැය 10 ක් සහ කතා කිරීමට විනාඩි 35 ක් ගත වූ නමුත් දැන් අපගේ ජංගම දුරකථන නිරන්තරයෙන් පුනරාවර්තනය වේ. අපි ඉස්සර වගේ ආරෝපණ ප්‍රශ්නයට වැඩි කාලයක් යටත් වෙන්නේ නැහැ, නමුත් තාක්‍ෂණය කවදාවත් නතර වෙලා නැහැ. අපි තවමත් විශාල ධාරිතාව, කුඩා ප්‍රමාණය සහ දිගු බැටරි ආයු කාලයක් ඇති මාර්ගය ගවේෂණය කරමින් සිටිමු.

මෙතෙක් ලිතියම් බැටරිවල ඩෙන්ඩ්‍රයිට් ගැටලුව තවමත් පර්යේෂකයන් අවතාරයක් මෙන් හොල්මන් කරයි. මෙම ප්‍රධාන ආරක්ෂක අවදානමට මුහුණ දී සිටින ලොව පුරා සිටින විද්‍යාඥයින් තවමත් වෙහෙස මහන්සි වී වැඩ කරමින් සිටිති. 90 හැවිරිදි නොබෙල් ත්‍යාගලාභී ගුඩ්එනෆ්, ඝණ-තත්‍ර බැටරි පර්යේෂණ හා සංවර්ධනය සඳහා අධිෂ්ඨානශීලීව කැපවී ඇත.

මිත්‍රයා, නව ජවයක් ගැන ඔබ සිතන්නේ කුමක්ද? බැටරි ක්ෂේත්‍රයේ අනාගතය ගැන ඔබේ දැක්ම කුමක්ද? අනාගත ජංගම දුරකථන සඳහා ඔබේ අපේක්ෂාවන් මොනවාද?

සාකච්ඡා කිරීමට පණිවිඩයක් යැවීමට සාදරයෙන් පිළිගනිමු, කරුණාකර කළු කුහර විද්‍යාව කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්න, සහ ඔබට වඩාත් රසවත් විද්‍යාව ගෙන එන්න.