تاریخچه باتری از ابتدایی ترین :
ممکن است در ذهن هر انسانی این سوال پیش بیاید که انسان‌ها فقط در چند قرن اخیر به فناوری اهمیت داده‌اند در حالیکه بسیاری از پیشرفت‌های امروز در زمینه فناوری ، در زمان‌های بسیار دور اتفاق افتاده است.
باتری دوره اشکانی نخستین باتری در جهان :
یکی از باتری‌های اولیه ساخته شده توسط بشر پیل الکتریکی یا باتری است که به زمان پیش از میلاد مسیح برمیگردد.
پیل الکتریکی یکی ازابتدایی‌ترین نوع باتری‌ها می‌باشد که به حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برمیگردد که در دوره پادشاهی اشکانیان می‌باشد.
ساختار و نحوه کار کردن پیل اشکانی:
همانطور که در تصویر مشخص است پیل اشکانی از سه قسمت تشکیل شده است که شامل یک میله آهنی به اندازه 7.5 سانتی‌متر ، یک استوانه مسی با قطر 2.5 سانتی‌متر و طول 8 سانتی‌متر و یک کوزه سفالی تخم مرغی شکل به ارتفاع 14 سانتی‌متر، قطر 8 سانتی متر و دهانه 3.3 سانتی‌متری می‌باشد.
یک میله آهنی به صورت معلق درون استوانه مسی قرار می‌گیرد در حالی که هیچ تماسی با آن نداشته باشد.
میله آهنی و استوانه مسی به کمک یک درپوش آسفالتی پلمپ می‌شود و در جای خود ثابت می‌ماند.
ناگفته نماند که استوانه مسی ضد آب نبوده و اگر کوزه از مایعی پر شود به طبع میله آهنی نیز پر خواهد شد.
مشخص نیست که در پیل از چه الکترولیتی استفاده شده است اما طبق آزمایش‌های انجام شده توسط محققان این احتمال وجود دارد که محلول آب لیمو ، سرکه و یا مس
به عنوان الکترولیت موجود در این مس باشد.
یکی از علت‌های این گمانه‌زنی در آن عصر به علت شناخت مردمان آن دوره نسبت به جوهر سرکه و جوهر لیمو می‌باشد.
پیل اشکانی چه میزان ولتاژی تولید می‌کند؟
بر اساس محاسبات تئوری صورت گرفته ، پیش‌بینی شده که ولتاژ پیل اشکانی حدودا 79 ولت بوده است.
اما در آزمایشگاه‌های عملی شاهد اعداد و ارقام‌های متفاوتی هستیم. پژوهشگران و محققان بر این باورند که پیل اشکانی در شرایط خاص در جهت تولید برق بکار می‌رفته است.
محققان آزمایشی فراهم کردند که در آن برای فعال کردن واکنش‌های الکتروشیمیایی بین مس (Cu) و آهن (Fu) از کوزه سفالی و آب لیمو به عنوان الکترولیت استفاده کردند. سپس به صورت سری و پشت سر هم چهار پیل ساخته شده را به هم وصل کردند و به تولید 4 ولت الکتریسیته دست پیدا کردند.
با وصل کردن پیل‌ها به یکدیگر میتوان به ولتاژ مورد نیاز برای آبکاری یک نقطه کوچک از فلز یا آبکاری سوزن‌های مورد استفاده در زمینه پزشکی رسید.
تاریخچه باتری در زمان اشکانی و کاربردهای آن :
تا بحال برای محققان به طور دقیق نمایان نشده که اشکانیان برای چه استفاده‌ای دست به ایجاد این باتری زده‌اند.
با توجه به نظریه چندی از محققان ، در زمان اشکانی از این نوع باتری که جزء باتری‌های گالوانی به حساب می‌آید جهت آبکاری الکترولیتی یا الکتروتراپی استفاده می‌شده است.
سیر تکاملی تاریخچه باتری تا به امروز :
در گذشته استفاده از سوخت و بخار تنها روش تولید انرژی قابل حمل بود.
زندگی با اختراع باتری راحت‌تر شده است. بنابراین باتری بهترین روش برای رفع نیاز تولید انرژی در دستگاه‌های قابل حمل است.
انسان‌ها در دنیای امروز برای آسان و سریع‌تر شدن کارهای روزمره خود به دنبال دستگاه‌های قابل حمل هستند از این جهت برای رفع نیاز تولید انرژی در دستگاه‌های قابل حمل نیاز خود به باتری را بیش از پیش احساس می‌کنند.
اصطلاح باتری و نحوه به کار بردن آن :
در گذشته برای توصیف مجموعه‌ای از اجسام مشابه در جهت انجام یک کار با یکدیگر از کلمه باتری استفاده می‌کردند.
در سال 1749 شخصی به نام بنجامین فرانکلین از کلمه باتری به نوعی دیگر استفاده کرد.
باتری برای توصیف مجموعه‌ای از خازن‌ها که در کنار هم قرار داشتند استفاده کرد.
نحوه اختراع باتری:
در سال 1800 میلادی شخصی به نام آلساندرو ولتا به این نتیجه رسید که اگر از یک مایع خاص با ویژگی رسانا بودن استفاده کند ، میتواند به طور مداوم برق تولید کند.
این کشف باعث شد که اولین باتری اختراع شود.
پیل ولتایی یا همان باتری از واکنش شیمیایی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌کند.
آند و کاتد در جهت مخالف هم ساخته می‌شوند.
عمل کاهش در کاتد و عمل اکسایش در آند رخ می‌دهد و پل نمکی تکمیل کننده‌ی مدار بین کاتد و آند در این مدار می‌باشد.
یک مدار خارجی جهت هدایت جریان الکترون‌ها نیز وجود دارد.
به قسمت‌هایی که در آن کاهش و اکسایش رخ می‌دهد، نیم سلول گفته می‌شود.
مشکلات اساسی پیل ولتا:
- توده باعث خارج شدن الکترولیت از پارچه می‌شد و خواص شیمیایی اجزا در زمان کوتاهی عمل می‌کرد. پس از صرف 200 سال توانستند مشکلات پیل ولتا را برطرف کنند و پیل ولتا تکمیل شد. شخصی به نام ویلیام کریکشنک که شیمی دان و اهل اسکاتلند بود ، توانست با تعبیه خنک کننده باتری در کنار پیل ولتا مشکل نشت آن را حل کند.
- مشکل دوم پیل ولتا کوتاه بودن طول عمر آن بود که به علت از بین رفتن «روی» به دلیل وجود ناخالصی و تولید شدن حباب‌های هیدروژنی بر روی عنصر «مس» رخ می‌داد. شخصی به نام ویلیام استوروژن که فیزیکدان و اهل بریتانیا بود به این نتیجه رسید که با ترکیب زینک به جیوه میتوان از تخریب آن جلوگیری کرد.
دسته بندی باتری‌ها:
بیشترین کاربرد باتری ها در صنعت و لوازم خانگی می‌باشد.
باتری‌ها بطور کل به چهار دسته تقسیم می‌شوند:
- پیل اولیه 2- پیل ثانویه 3- پیل یدک 4- پیل سوختی
پیل اولیه (باتری‌های یکبار مصرف):
با تمام شدن انرژی اولیه در این نوع باتری‌ها ،دیگر قابل استفاده مجدد نمی‌باشد.
ذخیره مجدد انرژی توسط یک منبع خارجی برای آن‌ها دیگر ممکن نیست به آن‌ها باتری‌های یکبار مصرف گفته می‌شود.
پیل ثانویه (باتری‌های با قابلیت شارژ مجدد):
این دسته از باتری‌ها را میتوان به تعداد بسیار زیادی قبل از افت کارایی آن استفاده کرد.بطور معمول باید هزینه بیشتری در این نوع از باتری‌ها نسبت به گروه اول اختصاص داد.اما با توجه اثر زیست محیطی آن و تعداد دفعات استفاده از آن کاملا به صرفه می‌باشند.
پیل یدک:
الکترولیت در این نوع از باتری‌ها در حالت جامد و غیرفعال است و تا هنگامی که دمای آن به نقطه ذوب نرسد ، غیرفعال می‌ماند.
هنگامی که دمای آن به نقطه ذوب رسید هدایت یون‌ها آغاز می‌شود و به طبع باتری نیز فعال می‌گردد.
به این نوع باتری‌ها باتری اضطراری نیز گفته می‌شود.
پیل سوختی:
در پیل‌های سوختی مواد فعال از منبع خارجی تغذیه می‌کنند.
پیل‌های سوختی تا هنگامی قادر به تولید انرژی الکتریکی هستند که مواد فعال توسط الکترودها مورد تغذیه قرار بگیرند.
لایه تبادل پروتون در این نوع از باتری‌ها به عنوان سوخت از گاز‌‌های اکسیژن و هیدروژن استفاده می‌کنند.
اجزای اصلی پیل‌های سوختی الکترولیت، کاتالیزگر، آند و کاتد می‌باشد.
شما میتوانید جهت خرید باتری های اورجینال گوشی به وب سایت اچ تی سی ایرانی مراجعه کنید.
این مقاله توسط تیم اچ تی سی ایرانی به کمک وب سایت phys.org نوشته شده است.
