Αναδημοσιεύτηκε από την ΠΗΓΗ: ΕΦΗΜΕΡΙΔΑ ΤΟ ΒΗΜΑ

Κατηγορία: Εφαρμογές

Δημοσιεύθηκε : 24 Αυγούστου 2017

Επισκέψεις: 1206

Βαρβόγλης Χάρης

Από τις ογκώδεις των αυτοκινήτων μέχρι τις λεπτότατες των κινητών τηλεφώνων, δεν μπορούμε να φανταστούμε τη ζωή μας χωρίς τις μπαταρίες. Ιδού η ιστορία τους

Απαραίτητη προϋπόθεση για να λειτουργήσει μια ηλεκτρική συσκευή είναι η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Αν δεν υπάρχει πρόβλημα μεγέθους, τότε μπορούμε απλά να βάλουμε τη συσκευή στην πρίζα. Αν όμως η συσκευή μας είναι φορητή, τότε χρειαζόμαστε μπαταρία. Το έξυπνο κινητό τηλέφωνό μας είναι εφοδιασμένο με μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία υψηλότατης απόδοσης, μακρινό απόγονο της πρώτης μπαταρίας, η οποία εφευρέθηκε από τον Ιταλό κόμη Αλεσάνρο Βόλτα στο τέλος του 18ου αιώνα.

Από τον Θαλή στο αλατόνερο

Ο Θαλής ο Μιλήσιος είχε ήδη παρατηρήσει από τον 6ο π.Χ. αιώνα την ιδιότητα του κεχριμπαριού να έλκει ελαφρά αντικείμενα, όταν το τρίψουμε με ένα μάλλινο ύφασμα. Την ιδιότητα αυτή την ονόμασε ηλεκτρισμό από το όνομα του κεχριμπαριού στα αρχαία ελληνικά (ήλεκτρο). Για δύο χιλιάδες χρόνια αυτή η ιδιότητα δεν είχε βρει κάποια σημαντική πρακτική εφαρμογή, έως ότου ο Ιταλός κόμης Αλεσάντρο Βόλτα εφηύρε την μπαταρία, και μπήκαμε στην εποχή των εφαρμογών του ηλεκτρικού ρεύματος. Απόγονος της μπαταρίας του Βόλτα είναι η μπαταρία του κινητού τηλεφώνου μας, με τη διαφορά ότι όχι μόνο έχει ασύγκριτα μεγαλύτερη χωρητικότητα για το ίδιο βάρος, αλλά και ότι μπορεί να επαναφορτιστεί για πάρα πολλές φορές, εξασφαλίζοντας έτσι φθηνή και εύχρηστη πηγή ενέργειας. Η ιστορία της μπαταρίας ξεκινά όταν ο Ιταλός γιατρός Λουίτζι Γκαλβάνι παρατήρησε ότι τα βατραχοπόδαρα συσπώνται όταν τα ακουμπήσει κανείς με ένα μέταλλο. 

Ο ίδιος ο Γκαλβάνι νόμισε ότι είχε ανακαλύψει ένα είδος ζωικού ηλεκτρισμού, διαφορετικού από τον μέχρι τότε γνωστό, αλλά ο συμπατριώτης του Βόλτα θεώρησε ότι ο ηλεκτρισμός που προκαλεί τις συσπάσεις προέρχεται από την επαφή του μετάλλου με τα ζωικά υγρά του βατράχου. Ετσι αποφάσισε να κάνει ένα πείραμα, εμβαπτίζοντας δύο ράβδους από διαφορετικά μέταλλα σε αλατόνερο, το οποίο έπαιζε το ρόλο των ζωικών υγρών. 

Οταν πλησίαζε το επάνω μέρος των ράβδων παρατηρούσε έναν ασθενικό σπινθήρα μεταξύ των άκρων, απόδειξη της ροής ηλεκτρικού ρεύματος από τη μία ράβδο στην άλλη. Με βάση αυτήν την παρατήρηση ο Βόλτα κατασκεύασε, στα τέλη του 18ου αιώνα, την πρώτη μπαταρία, τοποθετώντας εναλλάξ δίσκους από ψευδάργυρο (τσίγκο) και χαλκό, μεταξύ των οποίων παρεμβάλλονταν δίσκοι από χαρτόνι μουσκεμένο σε αλατόνερο. Στην μπαταρία αυτή, όπως και σε όλες τις άλλες, η ηλεκτρική ενέργεια προέρχεται από τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ των δύο μετάλλων (που ονομάζονται ηλεκτρόδια) και του αλατόνερου (που ονομάζεται ηλεκτρολύτης).

Στα χρόνια που ακολούθησαν οι μπαταρίες βελτιώθηκαν εντυπωσιακά, τόσο σε χωρητικότητα όσο και σε διάρκεια λειτουργίας, διατηρούσαν όμως ένα σημαντικό μειονέκτημα. Οταν ένα μεγάλο μέρος των ηλεκτροδίων ή του ηλεκτρολύτη είχε καταναλωθεί από τις χημικές αντιδράσεις, η μπαταρία σταματούσε να λειτουργεί και έπρεπε να αντικατασταθεί με καινούρια. Το 1859 όμως έγινε ένα νέο άλμα με την εφεύρεση της μπαταρίας μολύβδου, η οποία μπορεί να επαναφορτισθεί αν διαβιβάσουμε δια μέσου της ηλεκτρικό ρεύμα με φορά αντίθετη από αυτήν που αναπτύσσεται κατά την εκφόρτισή της. Η μπαταρία αυτή ήταν τόσο πετυχημένη, ώστε χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα στα αυτοκίνητα, έχει όμως μεγάλο βάρος και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φορητές συσκευές. Αλλά σηματοδότησε την αρχή μιας ολόκληρης σειράς από επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, οι οποίες διαφέρουν μεταξύ τους στο υλικό των ηλεκτροδίων και του ηλεκτρολύτη. Οι πιο συνηθισμένες από αυτές, που χρησιμοποιούνται στα κινητά τηλέφωνα, είναι οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίων μετάλλων και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου.