Sektor énergi anyar parantos booming nembe. Dinten ieu kami bakal ngobrol ngeunaan ngembangkeun sarta prinsip gawé batré jeung batré handphone.

1. Prinsip gawé batré

Alat anu bisa langsung ngarobah énérgi kimia, énérgi cahaya, énergi panas, jeung sajabana jadi énergi listrik disebut batré. Éta kalebet batré kimia, batré nuklir, sareng sajabana, sareng anu biasa urang sebut batré umumna ngarujuk kana batré kimia.

accu kimiawi praktis dibagi kana accu primér sarta accumulators. Batré anu urang kontak dina kahirupan sapopoe utamina nyaéta akumulator. Batréna kedah dicas sateuacan dianggo, teras tiasa dicabut. Nalika ngecas, énergi listrik dirobih janten énergi kimia; nalika discharging, énergi kimiawi dirobah jadi énergi listrik.

Nalika batréna discharged, arus ditransferkeun ti éléktroda positif ka éléktroda négatip ngaliwatan sirkuit éksternal. Dina éléktrolit, ion positip sareng ion négatip masing-masing dikirimkeun ka éléktroda, sareng arus dikirimkeun tina éléktroda négatip ka éléktroda positif. Nalika batréna discharged, dua éléktroda ngalaman réaksi kimiawi, sarta sirkuit dipegatkeun atawa réaksi kimiawi lumangsung. Nalika bahanna béak, sékrési bakal eureun.

Gumantung kana bahan anu dianggo di jero batré, batréna tiasa dieusi ulang atanapi henteu tiasa dieusi deui. Sababaraha réaksi kimiawi tiasa malik, sareng aya anu teu tiasa malik.

Kapasitas sareng laju batré gumantung kana bahanna.

2 Sajarah batré telepon sélulér

Batré telepon sélulér dasarna tiasa dibagi kana tilu tahap: batré Ni-Cd → batré Ni-MH →

Tina nami tilu tahapan ieu, urang tiasa ningali yén unsur kimia utama anu dianggo dina batré parantos robih, sareng aya deui inovasi téknologi dina batré. Urang malah tiasa nyarios yén tanpa batré litium, moal aya kahirupan pinter mobile ayeuna.

Nalika telepon sélulér mimiti muncul dina taun 1980-an, éta ogé disebut “telepon sélulér”. Tina nami, urang tiasa ningali yén éta ageung. Alesan utama naha éta badag nyaéta kusabab batré badag na.

Dina 1990s, accu Ni-MH mucunghul, nu leuwih leutik sarta leuwih ramah lingkungan. StarTAC produk béntang Motorola urang ngagunakeun batré nikel logam hidrida, nu cukup leutik keur subvert persepsi jalma. StarTAC328, dirilis dina 1996, nyaéta telepon flip munggaran di dunya, beuratna ngan 87 gram.

Dina awal 1990-an, batré litium ogé muncul. Taun 1992, Sony ngenalkeun batré litium sorangan kana produkna, tapi kusabab hargana luhur sareng kurangna kakuatan anu saé, éta ngan ukur tiasa dianggo dina produkna nyalira. Salajengna, kalayan inovasi téknologi bahan batré litium sareng kamajuan téknologi manufaktur, kapasitas sareng biayana parantos ningkat, sareng laun-laun kéngingkeun langkung seueur pabrik. Jaman batré litium parantos sumping sacara resmi.

Batré litium sareng Hadiah Nobel

Sanajan ngagantian telepon sélulér ngembang pesat, pamekaran batré telepon sélulér relatif lambat. Numutkeun data survéy, kapasitas batré ngan ngaronjat ku 10% unggal 10 taun. Ampir teu mungkin pikeun sacara signifikan ningkatkeun kapasitas batré telepon sélulér dina waktos anu pondok, ku kituna widang batré telepon sélulér ogé ngagaduhan kamungkinan sareng poténsi anu henteu terbatas.

Hadiah Nobel Kimia 2019 dileler ka Professor John Goodenough, Stanley Whittingham jeung Dr Akira Yoshino pikeun karya maranéhanana dina widang batré litium. Kanyataanna, unggal taun saméméh maranéhna meunang, sababaraha urang ngaduga naha batré litium bakal meunang. Kamajuan batré litium gaduh dampak sareng kontribusi anu ageung pikeun masarakat, sareng pangajénna pantes pisan.

Krisis minyak munggaran dina perang Wétan Tengah dina 1970-an nyababkeun jalma sadar pentingna ngaleungitkeun gumantungna kana minyak. Asupkeun sumber énergi anyar bisa ngaganti minyak. Ogé nagara sumanget geus dijieun jangkung anyar dina panalungtikan sarta pamekaran accu. Kalayan dampak krisis minyak, anjeunna ngarepkeun kontribusi dina widang énergi alternatif.

Salaku unsur kuno dihasilkeun dina sababaraha menit mimiti Big Bang, litium munggaran kapanggih ku kimiawan Swedia dina bentuk ion litium dina awal abad ka-19. Éta pisan réaktif. Kalemahanna aya dina réaktivitas, tapi ogé kaunggulanna.

Nalika litium murni dianggo salaku anoda pikeun ngeusi batre, dendrites litium kabentuk, anu tiasa nyababkeun korsleting dina batré, nyababkeun seuneu atanapi malah ngabeledug, tapi peneliti henteu pernah nyerah kana batré litium.

Tilu winners Hadiah Nobel: Stanley Whittingham éta kahiji batré litium fungsi pinuh anu digawé dina suhu kamar dina awal 1970-an, ngagunakeun drive kuat litium pikeun ngaleupaskeun éléktron éksternal;

Batré Whittingham tiasa ngahasilkeun sakedik langkung ti dua volt. Dina 1980, Goodenough manggihan yén pamakéan litium kobalt dina katoda bisa ganda tegangan. Anjeunna dua kali potensi batréna, sarta bahan katoda tinggi-énergi-dénsitas pisan lampu, tapi bisa nyieun batré kuat. Anjeunna nyiptakeun kaayaan anu langkung saé pikeun ngembangkeun batré anu langkung mangpaat;

Dina 1985, Akase Yoshino ngembangkeun robot komérsial munggaran. Anjeunna milih asam litium kobalt dipaké ku Goodeneuf salaku katoda sarta junun ngaganti alloy litium jeung karbon salaku éléktroda négatip batréna. Anjeunna ngembangkeun batré litium kalayan operasi anu stabil, beurat hampang, kapasitas ageung, ngagantian anu aman, sareng ngirangan résiko durukan spontan.

Éta panalungtikan maranéhanana anu geus kadorong accu litium kana produk éléktronik countless, sahingga urang ngarasakeun hirup mobile modern. Batré litium nyiptakeun kaayaan anu cocog pikeun masarakat anyar nirkabel tanpa bahan bakar fosil, sareng nguntungkeun pisan pikeun umat manusa.

Téknologi henteu pernah eureun

Jaman harita, butuh 10 jam kanggo ngecas sareng 35 menit kanggo ngobrol, tapi ayeuna, telepon sélulér urang teras-terasan. Kami moal tunduk kana masalah ngecas pikeun waktos anu lami sapertos anu urang lakukeun dina jaman baheula, tapi téknologina henteu kantos lirén. Kami masih ngajalajah jalan anu kapasitasna ageung, ukuranana alit, sareng umur batre anu panjang.

Sajauh ieu, masalah dendrite tina accu litium masih haunts peneliti kawas jurig. Nyanghareupan résiko kaamanan utama ieu, para ilmuwan di sakumna dunya tetep kerja keras. Goodenough, nu meunang Hadiah Nobel 90 taun, geus resolutely bakti dirina kana panalungtikan sarta pamekaran batré solid-state.

Sobat, kumaha saur anjeun ngeunaan énergi énggal? Naon outlook anjeun pikeun masa depan widang batré? Naon ekspektasi anjeun pikeun telepon sélulér anu bakal datang?

Wilujeng sumping di ninggalkeun pesen pikeun ngabahas, mangga nengetan elmu black hole, sarta mawa anjeun elmu leuwih narik.