Inventarea bateriei

Primul experiment reuşit care a dus la apariţia bateriilor poate să fie considerată o scenă desprinsă dintr-un film SF. Lucrând singur în laboratorul său, inventatorul italian Luigi Galvani a observat că piciorul unei broaşte moarte începea să zvâcnească când intra în contact cu două metale diferite. Concluzia neplăcută, dar în acelaşi timp simplă a fost că între electricitate şi activitatea musculară exista o legătură.

Numele lui Galvani este asociat „celulei galvanice” şi „voltajului”. Momentul acelei descoperiri a fost unul cum nu se poate mai bun. Aceasta, alături de alte descoperiri din domeniul electricităţii, a precedat primele modele de sisteme de stocare a energiei electrochimice (bateriile). Înţelegerea mecanismului electricităţii era vitală pentru realizarea bateriei. Această legătură a fost făcută de inventatorul Alessandro Volta.

„Pila voltaică” (numită astfel după numele inventatorului său, Volta) a apărut în 1800, fiind considerată prima baterie. Însă pila voltaică era numai o pilă, formată în acest caz din discuri de argint şi zinc aşezate unul peste celălalt, separate de un material textil poros şi izolant saturat cu apă sărată, care conduce perfect electricitatea. Modelul original, deşi aparent nu tocmai ştiinţific, a funcţionat. De fapt, experimentele realizate cu diferite metale şi materiale au continuat timp de 60 de ani. Totuşi, pila voltaică a rămas singura formă practică de electricitate de la începutul secolului al XIX-lea.

Volta a denumit această pilă „organul electric artificial” (precum şi pila voltaică). Conectată cu un conductor, aceasta furniza curent electric. Într-un final, legătura dintre energia electrică şi reacţiile chimice a fost recunoscută. Următoarea descoperire a fost „acumulatorul cu plumb şi acid”, inventat de Gaston Plante în 1859. Energia era obţinută prin folosirea unor plăci de plumb ca electrozi ce puteau fi încărcaţi şi reîncărcaţi. Această aplicaţie a produs o evoluţie rapidă a bateriilor. La sfârşitul secolului al XIX-lea au fost inventate „dinamul” şi „becul electric”. Datorită progreselor din domeniul industrial, a apărut necesitatea stocării energiei electrice.

Unul dintre inventatorii care au înţeles acest lucru foarte bine a fost Emile Alphonse Fuare, care a perfecţionat o metodă de acoperire a ambelor feţe ale unei plăci de plumb cu o pastă de pulbere de plumb şi acid sulfuric. Aceasta a fost o descoperire importantă care a condus la producerea acumulatorilor cu plumb şi acid cu celule. Fuare a depus, de asemenea, o cerere de brevet pentru producerea plăcilor de acumulatori acoperite cu pastă. Din acest moment, bateriile au început să fie formate din celule multiple conectate electric. Aceste celule electrochimice au devenit cărămizile din care sunt construiţi acumulatorii.

În intervalul următor au apărut mai multe companii specializate în producţia de acumulatori. Au existat, de asemenea, planuri pentru construirea unor magazine electrotehnice care să distribuie surse de energie electrică. De exemplu, William Thompson, cunoscut mai târziu drept Lord Kelvin of Largs (după numele căruia a fost „botezată” scara temperaturii absolute), a pus la punct un plan de furnizare a energiei electrice pentru alimentarea oraşului Bufallo, New York, de la Cascada Niagara.

Tensiunea furnizată urma să fie de 80.000 de volţi, reprezentând sursa unui acumulator cu 40.000 de celule. Fiecare casă din acea zonă urma să beneficieze de o tensiune de 100 de volţi prin cuplarea la câte un grup de 50 de celule. Planul a eşuat din acelaşi motiv pentru care au eşuat şi primele încercări de producere industrială a acumulatorilor: celulele lui Fuare nu erau suficient de durabile, nemaifuncţionând după numai câteva cicluri de încărcare-descărcare.

Pentru a se înţelege modul de soluţionare a problemei distrugerii celulelor, trebuie mai întâi să se facă o clasificare a bateriilor. Există două clase majore de baterii: bateriile obişnuite şi acumulatorii. Bateriile obişnuite, cum ar fi cele de lanternă, sunt folosite până la descărcarea completă, după care sunt aruncate, deoarece reacţiile chimice prin care acestea produc tensiune sunt ireversibile, iar după consumarea energiei, acestea nu mai sunt bune de nimic.

În schimb, acumulatorii, cum ar fi bateriile folosite la automobile, pot fi reîncărcaţi şi refolosiţi, deoarece se bazează pe reacţii chimice reversibile. Prin schimbarea sensului fluxului electric - adică prin alimentarea lor cu curent, în loc de extragere-reacţiile chimice sunt inversate, iar materialul activ epuizat este refăcut. Acumulatorii mai sunt cunoscuţi şi sub denumirea de baterii reîncărcabile.

Ultimele îmbunătăţiri s-au înregistrat în privinţa aspectului exterior al bateriilor. „Pilele umede” (cu electrolit lichid) au fost sigilate, pentru evitarea scurgerii acidului în exterior. În prezent, în Statele Unite este folosit intens „acumulatorul cu plăci de plumb” pentru o gamă largă de aplicaţii, de exemplu pentru dotarea automobilelor sau a echipamentului folosit în construcţii (unde este necesară o sursă portabilă şi temporară de energie).

Deşi definirea bateriilor şi a rolului acestora este simplă - dispozitive care transformă energia chimică în energie electrică - varietatea şi utilitatea acestora nu pot fi considerate minore. Unele sunt suficient de mici pentru a fi montate pe placa de bază a unui computer, în timp ce altele sunt suficient de mari pentru a furniza energia necesară unui submarin; unele sunt refolosibile, altele nu. Noile tipuri de baterii şi îmbunătăţirile semnificative aduse funcţionării celor existente au stimulat creşterea utilizării bateriilor în societatea modernă.

Check Also

Inventarea telegrafului

Ceea ce este interesant de remarcat este că Samuel F.B. Morse, inventatorul telegrafului, şi-a început …

Inventarea telefonului

Inventarea telefonului Inventarea telefonului, Invenţii, Telefon În mod ironic, inventarea telefonului a fost marcată de o lipsă …

Inventarea tancului

Ca armă militară, tancul a schimbat pentru totdeauna aspectul bătăliilor terestre. Acesta a apărut ca …

Inventarea şurubului

Se spune că în timpul unei vizite în Egipt, filozoful grec Arhimede ar fi realizat un …

Inventarea submarinului

Nu este nevoie să ne gândim prea mult pentru a putea aprecia efectul submarinului asupra …