La batteria è una delle più importanti invenzioni artificiali in tutta la storia. Oggi, è generalmente utilizzato come fonte portatile di energia, ma in passato, le batterie erano la nostra unica fonte di energia elettrica. Senza la sua concezione, i comfort moderni come computer, veicoli e dispositivi di comunicazione potrebbero non essere stati possibili.,
La prima batteria
Prima che Benjamin Franklin scoprisse l’elettricità nel 1740, il concetto di batterie potrebbe essere già esistito, fin da 2.000 anni fa. Nel 1983, un gruppo di archeologi ha scoperto una collezione di vasi di terracotta a Khujut Rabu, un villaggio vicino a Baghdad. I vasi contenevano fogli di rame arrotolati con una barra di ferro. Wilhelm König, uno degli archeologi tedeschi, ha discusso la possibilità di questa combinazione di rame e ferro come una forma di celle galvaniche utilizzate come batteria., Quando mescolato con un liquido acido, rame e ferro possono produrre una reazione chimica che si traduce in elettricità. Si pensa che questa prima forma di batteria potrebbe essere stata utilizzata per placcare l’oro nei manufatti della civiltà partica. La dinastia dei Parti esisteva tra il 250 a. C .e il 250 d. C.
Il viaggio che ha portato alla creazione della batteria come la conosciamo oggi ha coinvolto un’invenzione dopo l’altra. Date un’occhiata alla cronologia storica della batteria e come le idee per questo sviluppo è venuto per essere.,
1786: Frog Legs And Electricity
Luigi Galvani, un fisico italiano, ha scoperto un suggerimento che ha aperto la strada all’idea della batteria. Galvani stava sezionando una rana attaccata ad un gancio di ottone con un bisturi di ferro, e mentre toccava la gamba della rana, la gamba si contrasse. Il fisico credeva che ciò fosse dovuto all ‘ “elettricità animale” in cui l’energia che ha scatenato il movimento proveniva dalla gamba stessa. Questo fu fortemente contrastato da Alessandro Volta, che credeva che il fenomeno fosse causato dai due metalli dissimili e da un conduttore umido., Volta ha verificato questo concetto attraverso un esperimento, che ha pubblicato nel 1791.
1800: La nascita della Pila Voltaica
Volta portò avanti la sua ricerca realizzando la prima batteria a celle bagnate. Mettendo insieme strati di rame e zinco divisi da strati di cartone o panno imbevuto di salamoia, Volta si avvicinò con quello che ora è noto come il mucchio voltaico. La pila voltaica è la prima vera batteria, producendo una corrente stabile e coerente. Ma nonostante sia in grado di fornire correnti coerenti, la Pila voltaica non può produrre elettricità per molto tempo., Le batterie di Volta offrono solo una breve durata della batteria, che vale al massimo un’ora. Uno dei suoi difetti comporta perdite di elettroliti che causano cortocircuiti. Un altro problema è la formazione di bolle di idrogeno sul rame, aumentando la resistenza interna della batteria.
1820: La batteria a celle Daniell
Il chimico britannico John Frederic Daniell aprì la strada per superare la restrizione della Pila voltaica inventando la cella Daniell. Le bolle di idrogeno sono state eliminate utilizzando una seconda soluzione elettrolitica prodotta dal primo conduttore., La cellula di Daniell ha fatto uso di solfato di rame immerso in un recipiente di terracotta non smaltato riempito con un elettrodo di zinco e acido solforico. Poiché era fatto di materiale poroso, la nave di terracotta permetteva agli ioni di passare attraverso ma impediva alle soluzioni di mescolarsi. La cella Daniell è stata anche la prima batteria a incorporare mercurio, utilizzato per ridurre la corrosione. Questo tipo di batteria ha prodotto 1,1 volt ed è stato inizialmente utilizzato per alimentare i dispositivi di comunicazione.
1838: La cella porosa
Un costruttore di strumenti con sede a Liverpool, John Dancer, utilizzò il design della cella Daniell., Questa batteria era composta da un anodo centrale di zinco imbevuto in un recipiente di terracotta contenente una soluzione di solfato di zinco. La pentola porosa di terracotta è immersa in una soluzione di solfato di rame contenuta all’interno di una lattina di rame. Il rame può agire come catodo della cellula. Gli ioni passano attraverso la barriera porosa ma le soluzioni non si mescolano insieme.
1859: L’arrivo delle batterie al piombo
Tutte le batterie precedentemente inventate erano celle primarie, e quindi si scaricavano permanentemente dopo che tutte le loro reazioni chimiche erano state spese., Gaston Planté ha risolto questo problema creando la prima batteria che poteva essere ricaricata:la batteria al piombo. Passando una corrente di carica e scarica nella cella, la batteria può fornire energia per un tempo più lungo. Uno scienziato di nome Camille Alphonse Faure potenziato la batteria al piombo. Faure ha progettato una cella costituita da un reticolo a griglia di piombo in cui è stata pressata la pasta di ossido di piombo. Strati di queste combinazioni di piastre sono stati impilati per maggiori prestazioni. Il primo modello per una batteria al piombo era composto da due fogli di piombo divisi da strisce di gomma che formano una spirale., Le batterie al piombo sono state utilizzate per alimentare le luci per le carrozze dei treni.
1866: La cella Leclanché, una batteria Carbonio-zinco
Lo scienziato francese Georges Leclanché inventò una batteria composta da un anodo di zinco con un catodo di biossido di manganese avvolto all’interno di un materiale poroso. La cellula ha fatto uso di una soluzione di cloruro di ammonio come elettrolita. Con il carbonio miscelato nel catodo di biossido di manganese, questa batteria ha presentato un assorbimento più rapido e una maggiore durata., Leclanché ha migliorato questa batteria sostituendo l’elettrolita liquido in una versione pastier, che ha portato alla creazione della prima batteria a secco. Potrebbe essere utilizzato in diversi orientamenti e trasportato senza versare.
1886: La versione di Carl Gassner della cella Leclanché
Un’altra versione della cella a secco fu inventata da Carl Gassner, che ottenne un brevetto tedesco su una variante della batteria Leclanché. Gassner ha fatto uso di gesso di Parigi per creare la pasta di cloruro di ammonio, mescolato con una piccola quantità di cloruro di zinco al fine di prolungare la durata di conservazione della batteria., Di conseguenza, la batteria offriva un design più solido e forniva 1,5 volt in pieno utilizzo. Gassner ottenne un brevetto statunitense per questa batteria nel 1887. L’idea di Gassner ha aperto la strada alla prima batteria incentrata sulla massa, che alimenta dispositivi elettrici portatili.
1899: La batteria al nichel-cadmio
Waldermar Jungner, uno scienziato proveniente dalla Svezia, ha inventato la prima batteria al nichel-cadmio (NiCd). Questa è una batteria ricaricabile contenente elettrodi di nichel e cadmio imbevuti di una soluzione di idrossido di potassio., È la prima batteria a fare uso di un elettrolita alcalino, che a sua volta gli dà la capacità di produrre una migliore densità di energia rispetto alla batteria al piombo.
1903: La batteria Edison
Un famoso scienziato americano, Thomas Edison, raccolse la cella di nichel-ferro progettata da Jungner e ne creò un’altra versione brevettata. Edison ha fatto uso di una cella alcalina con ferro come anodo e ossido di nichel come catodo. Ha anche fatto uso di cloruro di potassio come conduttore. La batteria Edison era inizialmente destinata alle automobili., Tuttavia, ha trovato un maggiore uso nel mercato industriale e ferroviario, essendo abbastanza forte da sopravvivere a periodi sovraccarichi e non.
1955: L’arrivo delle batterie alcaline
Le batterie zinco-carbonio erano la fonte primaria di energia fino alla fine del 1950. Ma questo tipo di batteria offre una bassa durata e può essere facilmente scaricata. Un ingegnere di nome Lewis Urry è stato incaricato di trovare una soluzione per prolungare la durata delle batterie zinco-carbonio dalla Eveready Battery Company., Urry ha scoperto che l’uso di batterie alcaline nelle batterie offre maggiori vantaggi, fornendo maggiore energia a correnti più elevate rispetto alle batterie zinco-carbonio.
1912: Batterie al litio e agli ioni di litio
Gilbert Newton Lewis iniziò con la sperimentazione sulle batterie al litio, ma fu solo nell’ultima parte del secolo che le prime batterie al litio divennero disponibili in commercio., Tre importanti sviluppi sono stati vitali per la creazione di queste batterie: la scoperta del catodo LiCoO2 di John Goodenough (1980), la scoperta dell’anodo di grafite di Rachid Yazami (1982) e il prototipo di batteria al litio ricaricabile prodotto da Asahi Chemical, Giappone. Sony commercializzò la batteria agli ioni di litio nel 1991.