Od žabích nožičiek až k suchému článku
Všetko začalo v 18. storočí, kedy sa objavitelia pokúšali nájsť prenosný, použiteľný zdroj energie. Ťažkopádne elektrizačné stroje ani leydenské fľaše sa nimi stať nemohli - ich energetický obsah bol totiž nepatrný.
Až bolonský profesor medicíny Luigi Galvani experimentoval so žabími nôžkami na medených drôtikoch a železnom zábradlí. Stal sa tak neuvedomeným objaviteľom elektriny po ňom nazvanej. Na začiatku 19. storočia gróf Alessandro Volta na základe Galvaniho "žabích" pokusov zostavil preslávený Voltov elektrochemický článok. Po Galvanim a Voltovi nasledovali ďalšie bádavé hlavy, ktoré sa snažili zdokonaľovať elektrochemický postup.
Či už to bol Francúz Laclanché, ktorý odstránil pôvodnú ťažkopádnosť a vysokú cenu galvanických článkov pri zlepšení elektrických parametrov. Nemec Gessner bol tvorca prvého suchého článku, ktorý bol prenosný, fungujúci v každej polohe a to tak, že elektrolyt zahustil v kašovitú hmotu.
Od jednorazových k dobíjacím batériám
Rad chemikov vynachádzali spôsoby, ako zvýšiť výkon batérie a pritom zredukovať jej rozmery. Veľkou novinkou bolo objavenie novej chemickej reakcie, ktorá umožňovala opätovné dobíjanie batérie. Prvý dobíjací článok vznikol v laboratóriu Gastona Plantého v r. 1859 a ním objavená metóda je využívaná dodnes. Medzi batérie, ktoré sú známe súčasnému užívateľovi, patrí nikel-kadmiové články (NiCd). Tento typ vznikol v roku 1899 a po dlhú dobu predstavoval jediný typ dobíjajúcich batérie.
Jej nevýhodou však bolo neekologické zloženie, a preto sa v 70. rokoch minulého storočia začalo pracovať na batérií, ktorá by bola z ekologického hľadiska prijateľnejšie. Výsledky výskumu boli realizované v 90. rokoch, a to v podobe batérií typu nikel-metal-hydrid (NiMH). Hoci batérie NiMH predstavujú štandard, vývoj ide neustále dopredu. Najmodernejšie batérie, ktoré sú dostupné bežnému užívateľovi, sú takzvané lítium-iónové (Li-ion) batérie. Tento typ batérie je súčasťou mnohých notebookov, telefónov, fotoaparátov alebo napríklad i aku-náradie a hybridných pohonov.
Jedna batéria dokáže znečistiť až 60 000 litrov vody
Batérie patria do zoznamu nebezpečných odpadov, nemali by preto skončiť v koši, spolu s ostatnými odpadkami. Jedna batéria totiž svojim obsahom škodlivých látok dokáže znečistiť až 60 000 litrov vody. Batérie obsahujú množstvo látok škodlivých pre životné prostredie aj zdravie, medzi ne patria, kadmium, ortuť, olovo aj organické a chemické prvky obsiahnuté v elektrolyte. Z tohoto dôvodu je nutné ich odovzdať do separovaného zberu, vďaka čomu budú batérie zrecyklované, upozornil Radim Tlapák, riaditeľ internetového obchodu. Napríklad kadmium sa môže ukladať v ľudskom tele v pečeni a obličkách, ktoré môže natrvalo poškodiť. Spôsobuje taktiež osteoporózu či chudokrvnosť a má karcinogénne účinky. Otrava ortuťou zasa môže spôsobiť zažívacie, alebo neurologické ťažkosti. Obsah týchto kovov v batériách je našťastie v posledných rokoch regulovaný.
Batérie z cukru, alebo dreva
Najznámejšie druhy batérií, ako Ni-Cd, Ni-Mh, Li-Ion či Li-Pol pozná takmer každý. V posledných rokoch, ale vedci prichádzajú so stále neobvyklejšími typmi batérií, pre ktoré používajú veľmi netradičné materiály. Nedávno napríklad výskumníci z Virginskej techniky vytvorili prototyp ekologicky neškodnej batérie z cukru. Táto vysoko výkonná batéria obsahuje na jednotku hmotnosti až desaťkrát viac náboja než batéria líthiová. Vedci už taktiež pracujú na zdokonaľovaní batérie fungujúcej na moč. V minulom roku prišli výskumníci z Univerzity v Marylande s miniatúrnou batériou, ktorú tvorí odrezok dreva potiahnuný cínom. Drevená batérie namiesto líthia používa roztok sodíka, ktorý nieje natoľko efektívny. Mobilný prístroj teda neuživí, ale je schopná uchovať naozaj veľké množstvo energie. V New Jersey zase vyvinuli pružnú batériu z uhlíkových nanovlákien, ktorá môže mať akúkoľvek podobu, tvar alebo plochu.
8 zaujímavostí o ceruzkových batériách
-
-
- Batéria v roku 2010 oslavuje symbolické 210. výročie svojho vzniku. Prvý elektrochemický článok totiž zostrojil taliansky fyzik Alessandro Volta v roku 1800. Pomenovali po ňom nielen „Voltov článok“ – predchodcu batérie, ale aj jednotku elektrického napätia – volt.
- Za vynájdenie batérie sú zodpovedné žabacie stehienka. Alessandra Voltu totiž na myšlienku zostrojenia prvej batérie priviedli experimenty bolonského lekára Luigiho Galvaniho, ktorý si pri pitvaní žabích nožičiek všimol ich zášklby pri dotyku dvoma rôznymi kovovými nástrojmi. Chemický zdroj elektrického napätia sa tak po ňom nazýva galvanický článok.
- Batéria je zariadenie, ktoré premieňa chemickú energiu na elektrickú. Pracuje na základe chemickej reakcie, ktorá zapríčiňuje tok elektrónov z negatívnej elektródy na pozitívnu. Keď všetky chemikálie vovnútri zreagujú, batéria je vybitá a jej nabitie je v podstate len uskutočnenie spätnej, opačnej chemickej reakcie za pomoci elektrického prúdu.
- Najväčšia batéria na svete sa nachádza na Aljaške, skladá sa z 13 760 nikel-kadmiových článkov a zaberá rozlohu neuveriteľných 2000m2. Slúži na vykrytie krátkodobých výpadkov elektriny pre až 12 000 ľudí.
- Najmenšie „baterky“ na svete sú hrubé ako tuha ceruzky a dlhé asi iba jeden centimeter. Pri svojej miniatúrnej veľkosti vydržia až desať dní a nabíjajú sa bezkontaktne elektrickým poľom, pretože sa používajú vo vnútri tela na stimuláciu poškodených nervov.
- Energia spotrebovaná na výrobu jednej batérie je 50 krát väčšia ako energia, ktorú táto batéria neskôr poskytne.
- Jedna nikel-kadmiová batéria z mobilu stačí na znečistenie až 600 000 litrov vody. Pre predstavu, to je tretina olympijského bazéna.
- Pamäťový efekt je fenomén, ktorým trpia hlavne nikel-kadmiové dobíjateľné batérie, ak ich dobijete predtým, ako boli plne vybité. Batéria v tom prípade „zabudne“, že mala ešte rezervu a ďalší raz je schopná dodať už len toľko energie, o koľko ste ju dobili.