Za pomeranje jedne ruke je potrebna određena količina energije koju svakodnevno dobijamo iz hrane. Uz ovu, očigledna je i činjenica da je energija vrlo bitan faktor u našim životima. Zbog toga smo dosad pronašli puno različitih načina za njeno dobijanje, skladištenje i deljenje. Akumulatori su jedan od načina za pametno baratanje energijom.

Šta su akumulatori?

Uopšteno govoreći, to su uređaji koji se koriste za skladištenje energije. Međutim akumulatori zapravo imaju tu osobenost da mogu da primaju, čuvaju i oslobađaju energiju kada je to potrebno. Iako se uglavnom misli na olovni akumulator, iza ove imenice se krije mnogo različitih vrsta energetskih skladišta kao što su, na primer, bilo koji tip punjive baterije, hidraulični ili parni akumulatori itd. Osobina ovih uređaja je da se  kod većine energija oslobađa u obliku u kojem je primljena.

Svakodnevni razgovor sa pomenom akumulatora podrazumeva punjive baterije, pa njihov istorijat i razmatramo. Punjive baterije se mogu zvati još sekundarnim izvorima struje, a neke se teoretski mogu dopunjavati beskonačno.

Istorijat

Arheološke iskopine govore da se baterije nalaze u ljudskim životima bar 4500 godina, ali ne znamo za šta su one konkretno bile korišćene. Vrlo je verovatno da nisu bile upotrebljavane za napajanje vozila ili modernih uređaja koji „rade na struju“, pa naše putešestvije nećemo početi od njih, već od ne baš tako davnog osamnaestog veka.

baterija-1

Na samom kraju 18. veka tj 1800. godine, Alesandro Volta je pronašao prvi stabilni izvor struje. Njegov pronalazak danas zovemo Voltin stub koji je “deda današnjih baterija“. Sastojao se od naizmenično poređanih pločica srebra i cinka između kojih je bila tkanina natopljena rastvorom soli. Ovo otkriće je označilo početak jedne nove ere u kojoj se električna energija dobija iz hemijskih reakcija.

Ovo veliko otkriće nije ostalo uskraćeno za mane. Naime, usled težine ploča dolazilo je do curenja rastvora (elektrolita), što je vremenom izazivao i kratke spojeve dodirivanjem ploča. Još jedna mana ovog uređaja je bilo kratko vreme života baterije. Međutim, ovaj sistem je pružao stabilnu struju, pa je pored mnogih dorada koje nisu bile previše popularne, otvorio put varijacijama početne zamisli.

č

Po obliku najsličnija današnjoj bateriji je bila porozna ćelija napravljena prvi put 1838. godine od strane Džona Densera, zanatlije iz Liverpula. Ona je opet, verzija Danijelove ćelije. Do kraja sledeće decenije osvanule su i nove verzije kao što su gravitaciona, Pogendorfova, Graveova i Dunova ćelija. Zajednička karakteristika svih ovih baterija je bila tužna činjenica da nakon završetka hemijske reakcije u sistemu, nema mogućnosti za dalju proizvodnju električne energije.

Već 1859. godine je Gaston Plante učinio veliku uslugu čovečanstvu i otkrio olovnu bateriju. Ovo je daleki predak olovnog akumulatora, odnosno pravi deda punjivih baterija. Nedostatak ove baterije je što bi proizvod elektrohemijske reakcije u bateriji (olovo sulfat) nakon određenog vremena prekrio površinu elektroda i tako sprečio dalje pražnjenje akumulatora. Međutim, ovo se može srediti punjenjem akumulatora, odnosno pokretanjem reakcije u suprotnom smeru. Nikada nije doživela uspeh u svetu manjih električnih uređaja zbog svoje velike mase. Zato se probila u auto-industriji koja i danas ponekad koristi ovaj tip akumulatora. Od ovog otkrića počinje prava istorija sekundarnih izvora struje jer je ovo prva punjiva baterija.

autic

Švedski naučnik Valdemar Jungner je 1899. godine izumeo prvu alkalnu, nikl-kadmijum bateriju. Alkalne baterije su vrlo korisne jer se teoretski mogu dopunjavati beskonačno mnogo puta. Bile su naročito popularne kao automobilski akumulatori. Zapravo, na scenu su upale baš na vreme. Od pojave prvog komercionalno dostupnog automobila 1885. godine, prošlo je bar 25 godina do upotrebe struje u vozilima. Do 1908. su vozači vikali po ulici pešacima da se sklone. Isprva su kao akumulatori korišćeni suvi elementi koji su se pokazali veoma nepraktičnim zbog svog kratkog života i nepunjivosti. Valdemar je svoj izum otpustio u tržišne vode 1910. i time promenio mnoge grane industrije zauvek. Iako je ovo bilo veoma interesantno i značajno otkriće, na američkom tržištu se pojavilo tek 1946. godine. Nažalost, Tomas Edison nije samo Teslu pokrao. Poslužio se Valdemarovim radom, patentirao skoro isti nikleni akumulator i prodao ga 1903. godine.

dzoni-bi

Džon Bi Gudinaf

Eksperimenti koji će dovesti do litijumskih baterija su počeli već 1912. Litijum je idealan materijal jer je metal vrlo male gustine, a velikog elektrohemijskog potencijala. 1970. je prva litijumska baterija puštena na tržište. 1980. su Džon Bi Gudinaf, Rašid Jazami, Tokio Jamabe i Šjuzukuni Jata unapredili litijumsku bateriju što je dovelo do otkrića litijum-jonske baterije Akire Jošina 1985. koja je bila punjiva i stabilnija verzija litijumske baterije.

Nešto više od 10 godina kasnije, tačnije 1997. puštena je u proizvodnju litijum polimerska-baterija koju i danas svakodnevno koristimo u mnogim uređajima, kao što su na primer mobilni telefoni. Popularnost je stekla upravo zato što je mnogo fleksibilnija od ostalih tipova baterija i imaju manju energetsku gustinu, pa se lako slože uz dizajn mnogih uređaja.

Do danas se uglavnom radi na poboljšanju litijum-jonskih baterija i povećanju njihovog skladišnog potencijala i moći.

Marija Brzić

Autor: Marija Brzić

Ja sam u izvesnom smislu nešto između Boga i ničega.

marija@lifehacker.rs