de batterij is een van de belangrijkste door de mens gemaakte uitvindingen in de geschiedenis. Tegenwoordig wordt het algemeen gebruikt als een draagbare energiebron, maar in het verleden waren batterijen onze enige bron van elektriciteit. Zonder de conceptie, modern comfort zoals computers, voertuigen en communicatie-apparaten misschien niet mogelijk zijn geweest.,
de vroegste batterij
voordat Benjamin Franklin elektriciteit ontdekte in de jaren 1740, bestaat het concept van batterijen mogelijk al sinds 2000 jaar geleden. In 1983 ontdekte een groep archeologen een verzameling terracotta potten in Khujut Rabu, een dorp in de buurt van Bagdad. De potten bevatten platen van koper opgerold met een ijzeren staaf. Wilhelm König, een van de Duitse archeologen, besprak de mogelijkheid van deze koper-ijzercombinatie als een vorm van galvanische cellen die als batterij worden gebruikt., Wanneer gemengd met een zure vloeistof, koper en ijzer kan een chemische reactie die resulteert in elektriciteit produceren. Men denkt dat deze vroegste vorm van batterij kan zijn gebruikt om goud te galvaniseren in de artefacten van de Parthische beschaving. De Parthische dynastie bestond tussen 250 v. Chr .en 250 v. Chr.
De reis die leidde tot de creatie van de batterij zoals we die nu kennen, betrof de ene uitvinding na de andere. Kijk eens naar de historische tijdlijn van de batterij en hoe ideeën voor deze ontwikkeling zijn ontstaan.,
1786: kikkerbilletjes en elektriciteit
Luigi Galvani, een Italiaanse natuurkundige, ontdekte een hint die de weg plaveide naar het idee van de batterij. Galvani was een kikker aan een koperen haak aan het ontleden met een ijzeren scalpel, en toen hij het been van de kikker aanraakte, bewoog het been. De natuurkundige geloofde dat dit te wijten was aan “dierlijke elektriciteit” waarbij de energie die de beweging aanwakkerde afkomstig was van het been zelf. Dit werd sterk tegengewerkt door Alessandro Volta, die geloofde dat het fenomeen werd veroorzaakt door de twee ongelijke metalen en een vochtige geleider., Volta bevestigde dit concept door middel van een experiment, dat hij publiceerde in 1791.
1800: de geboorte van de voltaïsche stapel
Volta nam zijn onderzoek verder door de eerste natte celbatterij te maken. Het samenstellen van lagen koper en zink gedeeld door lagen karton of doek gedrenkt in pekel, Volta kwam met wat nu bekend staat als de voltaïsche stapel. De voltaïsche paal is de eerste echte batterij, die een stabiele en consistente stroom produceert. Maar ondanks het feit dat het in staat is om consistente stromen te leveren, kan de voltaïsche stapel geen elektriciteit produceren voor een lange tijd., Volta ‘ s Batterijen bieden slechts een korte levensduur van de batterij, die maximaal een uur waard is. Een van de gebreken gaat elektrolyt lekken die kortsluiting veroorzaken. Een ander probleem is de vorming van waterstofbellen op het koper, waardoor de interne weerstand van de batterij toeneemt.
1820: de Daniell Cell Battery
De Britse chemicus John Frederic Daniell maakte de weg vrij om de beperking van de voltaïsche stapel te overwinnen door de Daniell Cell uit te vinden. Waterstofbellen werden geëlimineerd met behulp van een tweede elektrolytoplossing die door de eerste geleider werd geproduceerd., De Daniell Cell maakte gebruik van kopersulfaat ondergedompeld in een ongeglazuurd aardewerk vat gevuld met een zinkelektrode en zwavelzuur. Omdat het van poreus materiaal was gemaakt, liet het aardewerkvat ionen passeren, maar verhinderde het mengen van de oplossingen. De Daniell Cell was ook de eerste batterij met kwik, gebruikt om corrosie te verminderen. Dit batterijtype produceerde 1,1 Volt en werd in eerste instantie gebruikt om communicatie-apparaten van stroom te voorzien.
1838: de poreuze Potcel
een instrumentmaker Uit Liverpool, John Dancer, gebruikte het ontwerp van de Daniell Cell., Deze batterij bestond uit een centrale zinkanode gedrenkt in een aardewerk vat met een oplossing van zinksulfaat. De poreuze aardewerk pot wordt ondergedompeld in een oplossing van kopersulfaat in een koperen blik. Het koper kan fungeren als de kathode van de cel. Ionen gaan door de poreuze barrière, maar de oplossingen worden niet gemengd.
1859: de komst van loodzuurbatterijen
alle eerder uitgevonden batterijen waren primaire cellen, en dus werden ze permanent afgevoerd nadat al hun chemische reacties waren verbruikt., Gaston Planté loste dit probleem op door de eerste accu te creëren die kon worden opgeladen: de loodzuurbatterij. Door het passeren van een laad-en ontlaadstroom in de cel, kan de batterij energie leveren voor een langere tijd. Een wetenschapper genaamd Camille Alphonse Faure verbeterde de lood-zuur batterij. Faure ontwierp een cel bestaande uit een loodrooster waarin de loodoxidepasta werd geperst. Lagen van deze plaatcombinaties werden gestapeld voor betere prestaties. Het eerste model voor een loodzuurbatterij bestond uit twee loodplaten, verdeeld door rubberen strips die een spiraal vormen., Loodzuuraccu ‘ s werden voor het eerst gebruikt voor het aandrijven van lichten voor treinwagons.
1866: de Leclanchécel, een koolstof-Zinkbatterij
De Franse wetenschapper Georges Leclanché vond een batterij uit bestaande uit een zinkanode met een mangaandioxidekathode omwikkeld in een poreus materiaal. De cel maakte gebruik van een ammoniumchlorideoplossing als elektrolyt. Met koolstof gemengd in de mangaandioxide kathode, deze batterij gepresenteerd snellere absorptie en langere houdbaarheid., Leclanché verbeterde deze batterij door de vloeibare elektrolyt te vervangen in een pastier versie, wat resulteerde in de creatie van de eerste droge cel batterij. Het kan in verschillende richtingen worden gebruikt en zonder morsen worden vervoerd.1886: Carl Gassner ‘ s versie van de leclanchécel
een andere versie van de droge cel werd uitgevonden door Carl Gassner, die een Duits patent verkreeg op een variant van de leclanchébatterij. Gassner maakte gebruik van gips van Parijs om de ammoniumchloridepasta te maken, gemengd met een kleine hoeveelheid zinkchloride om de houdbaarheid van de batterij te verlengen., Als gevolg daarvan, de batterij bood een meer solide ontwerp en voorzien van 1,5 volt in volledig gebruik. Gassner verkreeg een Amerikaans Patent voor deze batterij in 1887. Gassner ‘ s idee maakte de weg vrij voor de eerste massa-centric batterij, het voeden van draagbare elektrische apparaten.
1899: de nikkel-Cadmiumbatterij
Waldermar Jungner, een wetenschapper uit Zweden, heeft de eerste nikkel-cadmiumbatterij (NiCD) uitgevonden. Dit is een oplaadbare batterij met nikkel – en cadmiumelektroden gedrenkt in een kaliumhydroxideoplossing., Het is de eerste batterij die gebruik maakt van een alkalische elektrolyt, wat op zijn beurt geeft het de mogelijkheid om een betere energiedichtheid dan de lood-zuur batterij te produceren.1903: de Edison batterij
een beroemde Amerikaanse wetenschapper, Thomas Edison, pakte de nikkel-ijzer cel die Jungner ontwierp en creëerde een andere gepatenteerde versie ervan. Edison maakte gebruik van een alkalische cel met ijzer als anode en nikkeloxide als kathode. Hij maakte ook gebruik van kaliumchloride als geleider. De Edison batterij was aanvankelijk bedoeld voor auto ‘ s., Echter, het vond meer gebruik in de industriële en spoorwegmarkt, sterk genoeg om te overleven overbelaste en ongeladen periodes.
1955: De komst van alkalinebatterijen
zink-koolstofbatterijen was tot het einde van de jaren vijftig de belangrijkste energiebron. Een ingenieur genaamd Lewis Urry werd aangesteld om een oplossing te vinden voor het verlengen van de levensduur van zink-koolstofbatterijen door de Eveready Battery Company., Urry ontdekte dat het gebruik van alkaline in batterijen biedt meer voordeel, het leveren van meer energie bij hogere stromen in vergelijking met de zink-koolstofbatterijen.1912: Lithium-en Lithium-Ion-batterijen Gilbert Newton Lewis begon met het experimenteren met lithiumbatterijen, maar pas in het laatste deel van de eeuw werden de eerste lithiumbatterijen in de handel gebracht., Drie belangrijke ontwikkelingen waren essentieel voor de creatie van deze batterijen: De Ontdekking van de LiCoO2-kathode door John Goodenough (1980), de ontdekking van de grafietanode door Rachid Yazami (1982) en het prototype van de oplaadbare lithiumbatterij geproduceerd door Asahi Chemical, Japan. Sony commercialiseerde de lithium-ion batterij in 1991.tot nu toe vinden wetenschappers, uitvinders en batterijbedrijven voortdurend manieren om te ontdekken hoe we onze beschikbare bronnen kunnen gebruiken om elektriciteit op te slaan., Het proces van het vinden van manieren om energie op te wekken is waarschijnlijk nooit eindigend, dus het is het beste om onze ogen open te houden voor vooruitgang, innovatie en vindingrijkheid. U kunt een aantal van onze “nieuwe onderzoek” berichten te lezen voor een aantal recente ontdekkingen in het veld.