Нови енергетски сектор у последње време доживљава процват. Данас ћемо говорити о развоју и принципима рада батерија и батерија за мобилне телефоне.

1. Принцип рада батерије

Уређај који може директно да претвара хемијску енергију, светлосну енергију, топлотну енергију итд. у електричну енергију назива се батерија. Укључује хемијске батерије, нуклеарне батерије итд., а оно што обично називамо батеријама се углавном односи на хемијске батерије.

Практичне хемијске батерије се деле на примарне батерије и акумулаторе. Батерије са којима долазимо у контакт у свакодневном животу су углавном акумулатори. Батерију је потребно напунити пре употребе, а затим се може испразнити. Приликом пуњења, електрична енергија се претвара у хемијску енергију; при пражњењу хемијска енергија се претвара у електричну енергију.

Када се батерија испразни, струја се преноси са позитивне електроде на негативну електроду преко спољашњег кола. У електролиту се позитивни јони и негативни јони преносе на електроде, а струја се преноси са негативне електроде на позитивну електроду. Када се батерија испразни, две електроде пролазе кроз хемијску реакцију, а коло се искључује или долази до хемијске реакције. Када се материјал исцрпи, пражњење ће престати.

У зависности од материјала који се користе унутар батерије, батерија може бити пуњива или непуњива. Неке хемијске реакције су реверзибилне, а неке иреверзибилне.

Капацитет и брзина батерије зависе од њеног материјала.

2 Историја батерија за мобилне телефоне

Батерије мобилних телефона се у основи могу поделити у три фазе: Ни-Цд батерија → Ни-МХ батерија →

Из назива ове три фазе можемо видети да се мењају главни хемијски елементи који се користе у батеријама, а има и више технолошких иновација у батеријама. Можемо чак рећи да без литијумских батерија данас не би било паметног мобилног живота.

Када су се мобилни телефони први пут појавили 1980-их, називали су их и „мобилни телефони“. Из имена видимо да је огроман. Главни разлог зашто је велика је велика батерија.

Деведесетих година појавиле су се Ни-МХ батерије које су мање и еколошки прихватљивије. Моторолин звездани производ СтарТАЦ користи никл-метал хидридне батерије, које су довољно мале да подрију перцепцију људи. СтарТАЦ1990, објављен 328. године, био је први телефон на преклоп на свету, тежак само 1996 грама.

Почетком 1990-их појавиле су се и литијумске батерије. Сони је 1992. године увео сопствену литијумску батерију у своје производе, али је због високе цене и недостатка одличне снаге могла да се користи само у сопственим производима. Након тога, са технолошким иновацијама материјала литијумских батерија и напретком производне технологије, њен капацитет и цена су побољшани и постепено су освојили наклоност више произвођача. Званично је стигла ера литијумских батерија.

Литијумска батерија и Нобелова награда

Иако се замена мобилних телефона убрзано развија, развој батерија мобилних телефона је релативно спор. Према подацима истраживања, капацитет батерија се повећава само за 10% сваких 10 година. Готово је немогуће значајно повећати капацитет батерија мобилних телефона у кратком временском периоду, па и област батерија мобилних телефона има неограничене могућности и потенцијале.

Нобелова награда за хемију 2019. додељена је професору Џону Гуденафу, Стенлију Витингему и др Акири Јошино за њихов рад у области литијумских батерија. У ствари, сваке године пре него што победе, неки људи предвиђају да ли ће литијумске батерије победити. Напредак литијумских батерија има велики утицај и допринос друштву, а њихове награде су заслужене.

Прва нафтна криза блискоисточног рата 1970-их навела је људе да схвате важност ослобађања од зависности од нафте. Улазак у нове изворе енергије може заменити нафту. Такође ентузијастичне земље су створиле нове висине у истраживању и развоју батерија. Уз утицај нафтне кризе, он се нада да ће дати допринос у области алтернативне енергије.

Као древни елемент произведен у првих неколико минута Великог праска, литијум су први открили шведски хемичари у облику литијум јона почетком 19. века. Изузетно је реактиван. Његова слабост лежи у реактивности, али је такође и њена снага.

Када се чисти литијум користи као анода за пуњење батерије, формирају се литијумски дендрити, који могу изазвати кратак спој у батерији, изазвати пожар или чак експлозију, али истраживачи никада нису одустали од литијумских батерија.

Три добитника Нобелове награде: Стенли Витингем је била прва потпуно функционална литијумска батерија која је радила на собној температури раних 1970-их, користећи моћан погон литијума за ослобађање спољашњих електрона;

Витингемова батерија може да генерише нешто више од два волта. Године 1980. Гооденоугх је открио да употреба кобалт литијума у ​​катоди може удвостручити напон. Удвостручио је потенцијал батерије, а катодни материјал високе густине енергије је веома лаган, али може да направи јачу батерију. Створио је боље услове за развој кориснијих батерија;

Године 1985. Акасе Иосхино је развио првог комерцијалног робота. Одабрао је литијум-кобалт киселину коју је користио Гооденеуф као катоду и успешно је заменио легуру литијума угљеником као негативном електродом батерије. Развио је литијумску батерију са стабилним радом, малом тежином, великим капацитетом, сигурном заменом и знатно смањеним ризиком од спонтаног сагоревања.

Њихово истраживање је гурнуло литијумске батерије у безброј електронских производа, омогућавајући нам да уживамо у модерном мобилном животу. Литијумске батерије су створиле погодне услове за бежично ново друштво без фосилних горива и од велике користи човечанству.

Технологија никада не престаје

У то време је било потребно 10 сати за пуњење и 35 минута за разговор, али сада наши мобилни телефони стално раде. Нећемо бити изложени проблему пуњења дуго времена као што смо то чинили у прошлости, али технологија никада није престала. Још увек истражујемо пут великог капацитета, мале величине и дугог трајања батерије.

До сада, проблем дендрита литијумских батерија још увек прогања истраживаче као дух. Суочени са овим великим безбедносним ризиком, научници широм света и даље напорно раде. Гооденоугх, 90-годишњи добитник Нобелове награде, одлучно се посветио истраживању и развоју солид-стате батерија.

Пријатељу, шта мислиш о новој енергији? Каква је ваша перспектива за будућност поља батерија? Каква су ваша очекивања од будућих мобилних телефона?

Добро дошли да оставите поруку за дискусију, обратите пажњу на науку о црним рупама и донети вам занимљивију науку.