కొత్త ఇంధన రంగం ఇటీవల వృద్ధి చెందుతోంది. ఈ రోజు మనం బ్యాటరీలు మరియు మొబైల్ ఫోన్ బ్యాటరీల అభివృద్ధి మరియు పని సూత్రాల గురించి మాట్లాడుతాము.

1. బ్యాటరీ యొక్క పని సూత్రం

రసాయన శక్తి, కాంతి శక్తి, ఉష్ణ శక్తి మొదలైనవాటిని నేరుగా విద్యుత్ శక్తిగా మార్చగల పరికరాన్ని బ్యాటరీ అంటారు. ఇందులో కెమికల్ బ్యాటరీలు, న్యూక్లియర్ బ్యాటరీలు మొదలైనవి ఉంటాయి మరియు మనం సాధారణంగా బ్యాటరీలు అని పిలిచేవి సాధారణంగా రసాయన బ్యాటరీలను సూచిస్తాయి.

ప్రాక్టికల్ కెమికల్ బ్యాటరీలు ప్రాధమిక బ్యాటరీలు మరియు అక్యుమ్యులేటర్లుగా విభజించబడ్డాయి. మన రోజువారీ జీవితంలో మనం సంప్రదించే బ్యాటరీలు ప్రధానంగా నిల్వ చేసేవి. బ్యాటరీని ఉపయోగించే ముందు ఛార్జ్ చేయాలి, ఆపై దానిని డిశ్చార్జ్ చేయవచ్చు. ఛార్జింగ్ చేసినప్పుడు, విద్యుత్ శక్తి రసాయన శక్తిగా మార్చబడుతుంది; విడుదల చేసినప్పుడు, రసాయన శక్తి విద్యుత్ శక్తిగా మార్చబడుతుంది.

బ్యాటరీ డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు, కరెంట్ సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌కు బాహ్య సర్క్యూట్ ద్వారా బదిలీ చేయబడుతుంది. ఎలక్ట్రోలైట్‌లో, సానుకూల అయాన్లు మరియు ప్రతికూల అయాన్లు వరుసగా ఎలక్ట్రోడ్‌లకు ప్రసారం చేయబడతాయి మరియు కరెంట్ ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌కు ప్రసారం చేయబడుతుంది. బ్యాటరీ డిస్చార్జ్ అయినప్పుడు, రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు రసాయన ప్రతిచర్యకు లోనవుతాయి మరియు సర్క్యూట్ డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడుతుంది లేదా రసాయన ప్రతిచర్య జరుగుతుంది. పదార్థం అయిపోయినప్పుడు, ఉత్సర్గ ఆగిపోతుంది.

బ్యాటరీ లోపల ఉపయోగించిన పదార్థాలపై ఆధారపడి, బ్యాటరీని రీఛార్జి చేయవచ్చు లేదా పునర్వినియోగపరచలేనిది కావచ్చు. కొన్ని రసాయన ప్రతిచర్యలు రివర్సబుల్, మరియు కొన్ని కోలుకోలేనివి.

బ్యాటరీ సామర్థ్యం మరియు వేగం దాని పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

2 సెల్ ఫోన్ బ్యాటరీల చరిత్ర

మొబైల్ ఫోన్ బ్యాటరీలను ప్రాథమికంగా మూడు దశలుగా విభజించవచ్చు: Ni-Cd బ్యాటరీ → Ni-MH బ్యాటరీ →

ఈ మూడు దశల పేర్ల నుండి, బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే ప్రధాన రసాయన మూలకాలు మారుతున్నాయని మరియు బ్యాటరీలలో మరిన్ని సాంకేతిక ఆవిష్కరణలు ఉన్నాయని మనం చూడవచ్చు. లిథియం బ్యాటరీలు లేకుండా, ఈ రోజు మొబైల్ స్మార్ట్ లైఫ్ ఉండదని కూడా మనం చెప్పగలం.

1980లలో మొబైల్ ఫోన్‌లు మొదటిసారి కనిపించినప్పుడు, వాటిని “మొబైల్ ఫోన్‌లు” అని కూడా పిలుస్తారు. పేరును బట్టి చూస్తే అది చాలా పెద్దది. ఇది పెద్దదిగా ఉండటానికి ప్రధాన కారణం దాని పెద్ద బ్యాటరీ.

1990 లలో, Ni-MH బ్యాటరీలు కనిపించాయి, ఇవి చిన్నవి మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైనవి. Motorola యొక్క స్టార్ ఉత్పత్తి StarTAC నికెల్ మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీలను ఉపయోగిస్తుంది, ఇవి ప్రజల అవగాహనను దెబ్బతీసేంత చిన్నవి. 328లో విడుదలైన StarTAC1996, కేవలం 87 గ్రాముల బరువుతో ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి ఫ్లిప్ ఫోన్.

1990ల ప్రారంభంలో, లిథియం బ్యాటరీలు కూడా కనిపించాయి. 1992లో, సోనీ తన ఉత్పత్తులలో తన స్వంత లిథియం బ్యాటరీని ప్రవేశపెట్టింది, అయితే అధిక ధర మరియు అద్భుతమైన శక్తి లేకపోవడం వల్ల, ఇది దాని స్వంత ఉత్పత్తులలో మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. తదనంతరం, లిథియం బ్యాటరీ మెటీరియల్స్ యొక్క సాంకేతిక ఆవిష్కరణ మరియు తయారీ సాంకేతికత యొక్క పురోగతితో, దాని సామర్థ్యం మరియు ఖర్చు మెరుగుపడింది మరియు క్రమంగా ఎక్కువ మంది తయారీదారుల అభిమానాన్ని పొందింది. లిథియం బ్యాటరీల యుగం అధికారికంగా వచ్చింది.

లిథియం బ్యాటరీ మరియు నోబెల్ బహుమతి

మొబైల్ ఫోన్ల భర్తీ వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పటికీ, మొబైల్ ఫోన్ బ్యాటరీల అభివృద్ధి సాపేక్షంగా నెమ్మదిగా ఉంది. సర్వే డేటా ప్రకారం, బ్యాటరీల సామర్థ్యం ప్రతి 10 సంవత్సరాలకు 10% మాత్రమే పెరుగుతుంది. తక్కువ వ్యవధిలో మొబైల్ ఫోన్ బ్యాటరీల సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా పెంచడం దాదాపు అసాధ్యం, కాబట్టి మొబైల్ ఫోన్ బ్యాటరీల రంగంలో కూడా అపరిమిత అవకాశాలు మరియు సామర్థ్యాలు ఉన్నాయి.

లిథియం బ్యాటరీల రంగంలో చేసిన కృషికి గానూ 2019 రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని ప్రొఫెసర్ జాన్ గూడెనఫ్, స్టాన్లీ విట్టింగ్‌హామ్ మరియు డాక్టర్ అకిరా యోషినోలకు అందించారు. వాస్తవానికి, ప్రతి సంవత్సరం వారు గెలవడానికి ముందు, కొంతమంది లిథియం బ్యాటరీలు గెలుస్తాయో లేదో అంచనా వేస్తారు. లిథియం బ్యాటరీల పురోగతి సమాజానికి గొప్ప ప్రభావం మరియు సహకారం కలిగి ఉంది మరియు వారి అవార్డులు బాగా అర్హమైనవి.

1970వ దశకంలో మధ్యప్రాచ్యం యుద్ధం యొక్క మొదటి చమురు సంక్షోభం చమురుపై ఆధారపడటం నుండి బయటపడటం యొక్క ప్రాముఖ్యతను ప్రజలు గ్రహించేలా చేసింది. కొత్త శక్తి వనరులలోకి ప్రవేశించడం చమురును భర్తీ చేయగలదు. అలాగే ఔత్సాహిక దేశాలు బ్యాటరీల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధిలో కొత్త శిఖరాలను సృష్టించాయి. చమురు సంక్షోభం ప్రభావంతో, ప్రత్యామ్నాయ ఇంధన రంగంలో సహకారం అందించాలని ఆయన భావిస్తున్నారు.

బిగ్ బ్యాంగ్ యొక్క మొదటి కొన్ని నిమిషాలలో ఉత్పత్తి చేయబడిన పురాతన మూలకం వలె, లిథియం 19వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో స్వీడిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలచే లిథియం అయాన్ల రూపంలో మొదటిసారిగా కనుగొనబడింది. ఇది చాలా రియాక్టివ్‌గా ఉంటుంది. దాని బలహీనత రియాక్టివిటీలో ఉంది, కానీ ఇది దాని బలాలు కూడా.

బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి స్వచ్ఛమైన లిథియంను యానోడ్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు, లిథియం డెండ్రైట్‌లు ఏర్పడతాయి, ఇది బ్యాటరీలో షార్ట్ సర్క్యూట్‌కు కారణమవుతుంది, మంటలు లేదా పేలుడుకు కారణమవుతుంది, అయితే పరిశోధకులు లిథియం బ్యాటరీలను ఎప్పుడూ వదులుకోలేదు.

ముగ్గురు నోబెల్ బహుమతి విజేతలు: స్టాన్లీ విట్టింగ్‌హామ్ 1970ల ప్రారంభంలో గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేసిన మొదటి పూర్తిస్థాయి లిథియం బ్యాటరీ, బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేయడానికి లిథియం యొక్క శక్తివంతమైన డ్రైవ్‌ను ఉపయోగించారు;

విట్టింగ్‌హామ్ యొక్క బ్యాటరీ రెండు వోల్ట్‌ల కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉత్పత్తి చేయగలదు. 1980లో, కాథోడ్‌లో కోబాల్ట్ లిథియం ఉపయోగించడం వల్ల వోల్టేజీ రెట్టింపు అవుతుందని గుడ్‌నఫ్ కనుగొన్నారు. అతను బ్యాటరీ యొక్క సామర్థ్యాన్ని రెట్టింపు చేసాడు మరియు అధిక-శక్తి-సాంద్రత కలిగిన కాథోడ్ పదార్థం చాలా తేలికగా ఉంటుంది, కానీ అది బలమైన బ్యాటరీని తయారు చేయగలదు. అతను మరింత ఉపయోగకరమైన బ్యాటరీల అభివృద్ధికి మెరుగైన పరిస్థితులను సృష్టించాడు;

1985లో, అకాసే యోషినో మొదటి వాణిజ్య రోబోను అభివృద్ధి చేశారు. అతను గూడెన్యూఫ్ ఉపయోగించిన లిథియం కోబాల్ట్ ఆమ్లాన్ని కాథోడ్‌గా ఎంచుకున్నాడు మరియు బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా కార్బన్‌తో లిథియం మిశ్రమాన్ని విజయవంతంగా భర్తీ చేశాడు. అతను స్థిరమైన ఆపరేషన్, తక్కువ బరువు, పెద్ద కెపాసిటీ, సురక్షితమైన రీప్లేస్‌మెంట్ మరియు ఆకస్మిక దహన ప్రమాదాన్ని బాగా తగ్గించే లిథియం బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేశాడు.

వారి పరిశోధనలే లెక్కలేనన్ని ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తులకు లిథియం బ్యాటరీలను నెట్టివేసింది, ఆధునిక మొబైల్ జీవితాన్ని ఆస్వాదించడానికి మాకు వీలు కల్పిస్తుంది. లిథియం బ్యాటరీలు వైర్‌లెస్, శిలాజ-ఇంధన రహిత కొత్త సమాజానికి అనువైన పరిస్థితులను సృష్టించాయి మరియు మానవాళికి ఎంతో ప్రయోజనం చేకూర్చాయి.

సాంకేతికత ఎప్పుడూ ఆగదు

ఆ రోజుల్లో ఛార్జ్ చేయడానికి 10 గంటలు, మాట్లాడటానికి 35 నిమిషాలు పట్టేది, కానీ ఇప్పుడు, మన మొబైల్ ఫోన్‌లు నిరంతరం పునరావృతమవుతున్నాయి. గతంలో లాగా ఛార్జింగ్ సమస్య ఎక్కువ కాలం ఉండబోదు కానీ సాంకేతికత మాత్రం ఆగలేదు. మేము ఇంకా పెద్ద కెపాసిటీ, చిన్న సైజు మరియు ఎక్కువ బ్యాటరీ లైఫ్ ఉన్న రహదారిని అన్వేషిస్తున్నాము.

ఇప్పటి వరకు లిథియం బ్యాటరీల డెండ్రైట్ సమస్య పరిశోధకులను దెయ్యంలా వెంటాడుతోంది. ఈ ప్రధాన భద్రతా ప్రమాదాన్ని ఎదుర్కొంటున్నప్పటికీ, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికీ కష్టపడి పనిచేస్తున్నారు. గుడ్‌నఫ్, 90 ఏళ్ల నోబెల్ బహుమతి విజేత, ఘన-స్థితి బ్యాటరీల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధికి తనను తాను అంకితం చేసుకున్నారు.

మిత్రమా, కొత్త శక్తి గురించి మీరు ఏమనుకుంటున్నారు? బ్యాటరీ ఫీల్డ్ యొక్క భవిష్యత్తు కోసం మీ దృక్పథం ఏమిటి? భవిష్యత్ మొబైల్ ఫోన్‌ల కోసం మీ అంచనాలు ఏమిటి?

చర్చించడానికి ఒక సందేశాన్ని పంపడానికి స్వాగతం, దయచేసి బ్లాక్ హోల్ సైన్స్‌పై శ్రద్ధ వహించండి మరియు మీకు మరింత ఆసక్తికరమైన శాస్త్రాన్ని అందించండి.