Istoria bateriilor: tinerete fara batranete si viata fara de moarte
In 200 de ani de la crearea lor, bateriile s-au schimbat foarte putin. Acum insa, domeniul e pe punctul de a fi zdruncinat din temelii.
Aproape toate dispozitivele pe care le folosim au nevoie de electricitate. Iar daca nu ar exista deloc bateriile care sa o inmagazineze, am fi dependenti de cabluri. Intr-o lume fara baterii, autoturismele ar arata cu totul altfel, telefoanele mobile ar trebui tinute mereu in priza, iar daca ai lucra la laptop si s-ar lua curentul, ai pierde instant tot ce nu ai salvat. Din fericire, un geniu din lumea stiintei s-a gandit sa inventeze bateriile. Se intampla pe la 1800. De atunci si pana acum, bateriile ne-au oferit posibilitati fantastice de a ne dezvolta. Iar inovatia se gaseste la orice pas si la orice varsa. Proiectele propuse pe www.techschool.ro de elevii romani pasionati de programare, astronomie si robotica au toate sansele sa schimbe viitorul.
Alessandro Volta, inventatorul bateriei
Primul mare fizician care a inteles importanta bateriilor si a reusit sa si creeze una a fost Volta, un italian nascut in 1745. El a inventat asa-zisa ”pila voltaica”, stramosul bateriilor electrice, ce permitea transformarea energiei chimice in energie electrica. Se intampla pe la 1800. In 1769 publica prima sa carte despre electricitare, care atrage atentia asupra sa si reuseste in 1779 sa devina profesor de fizica la Universitatea din Pavia.
Contributia lui Alessandro Volta in domeniul electricitatii a fost cruciala, pentru ca le-a oferit oamenilor de stiinta un punctde plecare pentru foarte multe cercetari si descoperiri ulterioare.
Pila sa voltaica este o inventie inovatare. E, in esenta o stiva verticala in care discurile de cupru alterneaza cu cele din hartie imbibata in solutie salina si cu cele de zinc. La extremitatile coloanei erau atasate cate un fir metalic intre care se producea un curent electric continuu de joasa intensitate.
Pila voltaica a permis descoperirea efectului magnetic al curentului electric mai tarziu, in 1820, de catre Oersted.
Numele lui Volta a fost dat unitatii de tensiune electrica (volt). Savantul italian a mai realizat cercetari in chimie si in meteorologie.
Pe urmele lui Volta
Un alt punct de cotitura a fost anul 1955, cand inginerul canadian Lewis Urry inventa bateria alcalina, cea mai folosita in zilele noastre. Acestea sunt de obicei construite in forme cilindrice si au diferite marimi: AAA, AA, C, sub-C sau D. Voltajul mediu pentru o baterie alcalina este de 1.5v. Unele baterii se pot incarca, dar cele mai multe nu, deoarece se pot rupe sau pot avea scurgeri periculoase. Bateriile alcaline sunt intalnite in foarte multe obiecte casnice precum radio-uri, casetofoane, ceasuri, jucarii, telecomenzi si altele.
In jurul anilor 1970 au aparut acumulatorii din litiu, folositi de exemplu la telefoanele mobile sau la laptopuri. Datorita proprietatilor chimice ale elementului litiu, savantii au intuit inca de pe la 1900 ca acesta poate fi folosit cu succes la fabricarea unor baterii performante.
In anii 1980, tehnologia a fost imbunatatita. Japonezii au construit prototipul acumulatorului litiu-ion, o versiune mai stabila al celui litiu. Noua varianta a fost comercializata incepand din 1991, adica la 6 ani de la realizarea prototipului. Dar, lucrurile nu aveau sa ramana asa pentru mult timp. In 1997 vede lumina prima baterie litiu-ion polimer, care au o densitate de energie mai mare decat bateriile obisnuite litiu-ion si nu necesita incastrarea intr-o carcasa de metal.
Acum, in 2012, bateriile din litiu fier (LiFePO4) sunt cele mai rapide. Cea mai mare baterie, compusa din celule Ni-Cd, se afla in Fairbanks, Alaska.
Bateria sub forma de vopsea
Cu toata munca cercetatorilor, bateriile sunt in continuare voluminoase si greoaie. O posibila solutie vine insa de peste Atlantic, unde cercetatorii au reusit sa "picteze" baterii pe o gama larga de suprafete, inclusiv pe lamele de sticla, otel inoxidabil, foi flexibile de plastic, placi ceramice glazurate si chiar laterale curbate de la pahare. Bateria, devine, practic, asemanatoare cu vopseaua.
”Putem transforma aproape orice obiect intr-o baterie”, spune profesorul Neelam Singh, cercetator la Universitatea Rice din Huston. El si colegii lui cercetatori s-au chinuit ore intregi sa combine vopsele si substante care ar putea functiona pe post de componente separate ale unei baterii.
”Sprayul high-tech este deja un proces industrial, asa ca nu ar fi greu de lansat in industria electronicelor”, a mai spus Singh. Bateriile pe care colegii lui le-au imprimat pe 9 placi de ceramica pot alimenta 40 de LED-uri rosii:
Materialul din care bateriile au fost pictate nu a avut influente negative asupra performantei dispozitivului. Acest lucru sugereaza ca tehnologia s-ar putea folosi in materialele de constructie si ar fi eficienta. ”Ai putea transforma casa intr-o baterie”, spune Singh.
Oamenii de stiinta au depus deja un brevet pentru munca lor. Ei au explicat descoperirea intr-un jurnal de stiinta.
Un domeniu care are nevoie de contributia tinerilor
Domeniul bateriilor avanseaza, insa in pasi mici. Daca cineva ar veni cu o idee de baterie mai buna, ar pune bazele unei Revolutii in domeniul tehnologiei: masinile electrice ar prinde avant si nu ne-am mai ingrijora de scumpirea carburantului, telefoanele ar fi tot mai inteligente si s-ar descarca o data pe luna si, de ce nu, chiar si mediul inconjurator ar putea avea de castigat.
Vrei sa afli care sunt cele mai noi inventii din tehnologie, cele mai cool domenii ale viitorului si ideile cu care star-uri din stiinta te inspira sa schimbi lumea de maine? Exploreaza www.techschool.ro.
