Аккумуляторная батарея. Спаси и сохрани
Странно, но факт, что некоторые изобретения человечества были получены очень необычными способами. Однажды, взяв лягушку и подвесив ее на веревочке, ученый по имени Луиджи Гальвани заметил, что если поднести две металлические пластины (из разных металлов) к лягушке и коснутся ими ее, то лягушачья лапка начинает дергаться! Невероятный опыт.
И не менее фантастическое изобретение было получено, в конце концов. Аккумуляторы – наша новая тема! Расскажу коротко историю развития и современное применение столь нужного устройства!
Аккумулятор – это устройство для накопления энергии. Цель - ее дальнейшее использование. Слово «altilium» - латинское и переводится как накопитель. Бывают электро, тепловые, инерционные, гидравлические и т.д. Наш разговор пойдет о первом виде. Устройство, накапливающее электрическую энергию.
Схема аккумулятора простая. В электролит погружены электроды с разной полярностью. Анод (положительный) и катод (отрицательный). При подключении к источнику энергии, аккумулятор ее накапливает в химической форме и отдает по мере необходимости, преобразуя в электричество. При разрядке его заряжают заново.
Как все начиналось
Кстати, пытливый ум ученого Гальвани, оказался не прав. Он ошибочно решил, что сама лягушка вырабатывает энергию, и даже успел назвать это, не иначе как - «животное электричество». На благо человечества, был еще один ученый-физик с фамилией Вольта, который установил ошибочность опыта. Алессандро Вольта доказал, что ток возникает в результате химической реакции между пластинами из разных металлов.
В 1800 году физик Вольта проводил опыты с разными металлами. В качестве положительного электрода использовал олово, цинк,свинец или железо. Отрицательным были – медь, золото и серебро. В итоге сочетание цинк-медь, помещенные в соляной раствор явили миру первый химический источник тока. Странно, но эффект получения энергии подобным способом, назвали «гальванизм». Первая батарейка стала «гальваническим элементом».
Первая серийная батарея была просто «шедеврально». Представьте, деревянная коробка, внутри которой расположены медные и цинковые пластины. Все это залито морской водой, в качестве электролита. Ну и последний штрих – сверху вся конструкция плотно упакована в цемент. К сожалению, перезарядка таких устройств не осуществлялась.
Первый настоящий аккумулятор был получен лишь в 1859 году. Это модель, принципы которой и сейчас актуальны. Свинцовые пластины, ткань и дерево. В 1899 году был изготовлен первый никель – кадмиевый аккумулятор, а в 1901 году – никель - железный.
Современные реалии
Про сегодняшний мир аккумуляторов я расскажу на примере источников питания мобильных устройств – телефонов, смартфонов, ноутбуков, камер и источники бесперебойного питания. Хотя, если брать последние модели, технология и материалы у всех одни. Коротко о том, где используются, плюсах и минусах.
Современные электрохимические системы подразделяются на:
1. Свинцово-кислотные, герметичные (SLA);
Применяются такие батареи обычно там, где вес и размеры не имеют значения (или почти не имеют). Это охранные системы, инвалидные коляски, бесперебойники (UPS). Отличаются высокой мощностью и емкостью. Использовались в первых моделях мобильных телефонов.
2. Никель-кадмиевые (Ni-Cd);
Используются эти элементы в медицинском оборудовании, ручном электроинструменте, радиостанциях, в старых моделях сотовых, радиотелефонах, видеокамерах.
Преимущества - быстрый заряд и способность отдавать большой ток. Не нагревается при эксплуатации. Длительный срок службы при правильном использовании. Низкая цена.
Минусы – «эффект памяти» и высокий саморазряд. Приличный вес. Содержания кадмия требует особой утилизации. Но когда это нас пугало.
3. Никель-металлгидритные (Ni-MH);
Эти системы призваны заменить никель-кадмиевые элементы. Плотность энергии у них больше, тем самым аккумуляторы намного легче. Отсутствует «эффект памяти» (почти), но имеет место нагрев батареи. Экологически безопасны. Если коротко и честно, то минусов больше, чем плюсов. Но маркетологи пытаются рассказать обратное.