Evolucija akumulatora - od baterije do moćnog pokretača automobila

05.06.18.
Energija
Autor/ica: koko brajs

Od prvog automobila krajem 19. stoleća, pa do danas, nije došlo do prevelikih promjena. Većina automobila ide na četiri kotača, koristi motor sa unutarnjim izgaranjem, a kao gorivo koristi benzin. Međutim, jedan od dijelova koji je doživio značajnu promjenu je baterija.

Hajde da pogledamo povjest baterije automobila i kako se baterija promijenila do danas.

Antičko porijeklo

Pomislili biste da su prve baterije nastale s izumom struje u 19. stoleću, međutim, grdno biste se prevarili! Neki naučnici su pronašli dokaze koji podržavaju teoriju da se uređaj sličan bateriji koristio još prije nekoliko tisuća godina!

Dok su postavljane šine u Bagdadu u 1930-im, radnici su pronašli glinene posude, koje su nakon inspekcije podsjećale na baterije. Imale su pozitivan terminal (metalnu šipku) i negativni terminal (bakreni cilindar), a vjeruje se da je korišten rastvor na bazi ocata koji je pružao kemijsku reakciju za funkcioniranje baterije.

Ne slažu se svi eksperti s ovom tezom, niti o navodnoj upotrebi „baterija”. Međutim, moderne replike su pokazale da ovakve sprave mogu da generišu napon od 0,8 do 2,0V.

Tako da baterije možda postoje već 2.000 godina!

Prva baterija sa olovnom kiselinom

Iako je bilo malih napredaka u tehnologiji baterija tijekom 18. stoleća, veliki korak u evoluciji napravio je Alesandro Volta, koji je 1.800. godine došao do nekoliko ključnih otkrića, koji su pokrenuli razvoj baterija.

Njegova otkrića pokrenula su inovacije koje su kulminirale u dizajnu prve masovno proizvedene baterije od strane Vilijama Krukšanka. On je naslagao ploče cinka i bakra u zatvorenu drvenu kutiju i potopio ih u rasol. Njegove, i baterije ostalih proizvođača su napredovale u narednim godinama, ali su sve imale jednu manu: nisu mogle da se pune.

Francuski fizičar Gaston Plante riješio je ovaj problem prve baterije s olovnom kiselinom 1859., a ovo je koncept koji se i danas koristi za većinu akumulatora automobila. Cene akumulatora nisu bile pristupačne u to vrijeme. Planteov dizajn je bio zasnovan na anodi od olova i katodi od olovovog dioksida.

Ovo je bila prva baterija koja je koristila isti elektrolit za obe elektrode. Ali je najveći uspjeh bio to što je ovu bateriju bilo moguće dopunjavati. Iako je njegov dizajn imao određenih mana, predstavljao je veliki korak u evoluciji baterija i smatra se glavnom pretečom modernih akumulatora.

Godine 1881. Kamil Alfons Faur, francuski inženjer, poboljšao je Planteov koncept osmišljavanjem bolje strukture baterije. Za razliku od Plantelovog spiralnog dizajna, ovaj dizajn omogućio je spajanje više ploča i veću snagu, a bilo je mnogo lakše proizvoditi ih.

Prvi automobil sa akumulatorom

Iako je ostvaren značajan naprijedak u dizajnu baterija od Plantea, baterije nisu bile korištene u prvim automobilima. To je bilo zbog toga što većina tih vozila nije bila pokretana na struju, već su radila na neku vrstu mehaničkog procesa, kao što je kurbla. Usled toga, nije ni bilo potrebe za skladištenjem električne energije u tim vozilima.

Električni starter je bio izum koji je promijenio scenu i stvorio potrebu za električnom energijom u vozilu. Prvo vozilo koje je koristilo motor s unutarnjim izgaranjem i bilo opremljeno električnim starterom u SAD-u je bio Cadillac iz 1912. godine. Izum je proguran nakon što je jedan inženjer Kadiluka poginuo, kada je kurbla izletjela iz motora i pogodila ga u glavu.

Do 1920. većina novih vozila je imalo električni starter, čime je baterija postala esencijalna komponenta automobila. Sve do 50-ih godina, akumulatori i električni sistemi su imali 6V, a s uvođenjem većih automobila, baterije s 12 volti su uvele veliku promjenu u njihovom dizajnu.

Moderni AGM akumulatori

Sve veća upotreba elektronskih sistema u modernim automobilima je zahtijevala promjene u dizajnu baterije. Olovni akumulatori su bili prevaziđeni i bilo je neophodno osmisliti drugačiji način napajanja.

Velika promjena nastala je s uvođenjem AGM baterija, koje su se koristile u vojne svrhe tijekom 1980-ih. Ovakve baterije se manje zagrijevaju tijekom pražnjenja ili punjenja, što produžava njihov životni vijek; pružaju veću snagu; omogućuju veću slobodu u postavljanju, jer ne mogu da se prospu.

Budućnost baterija - Litij, Hibridi i električna vozila

Sredinom 90-ih desio se povratak električnih vozila na scenu. GM EV1, a kasnije i Toyota Prius i Honda Insight koristili su NiMH baterije, koje su omogućavale istu količinu energije u manjem i lakšem pakovanju, u odnosu na olovne akumulatore.

Sljedeći korak u razvoju akumulatora predstavljao je dolazak potpuno električnih automobila, a prvi je bio Tesla Roadster. Ovi automobili koristili su litij-jonske baterije, iste baterije koje se koriste u mobitelima i laptopovima.

Kod ovih vozila, akumulatori nisu zaduženi samo za startanje vozila, već pružaju cjelokupnu energiju za vožnju, jer nema drugog goriva.

Li-ion baterije će vrlo brzo dostići svoj maksimum, a pojavljuju se i problemi sa odlaganjem otpada. a ne prođe mnogo vremena a da se u medijima ne pojavi „revolucionarno” rješenje za baterije, koje ne može da napusti laboratorijske uvjete. Mnoge tehnologije se trenutno takmiče za nasljednika litij-jonskih baterija, a nitko ne može sa sigurnošću da tvrdi na što će buduća električna vozila biti napajana.

OPEN PUBLISHING

Postani i ti net aktivist/kinja! Objavi vlastiti (autorski) članak, najavu budućeg događanja ili kampanje, info o članku objavljenom u nekom drugom mediju.

Kako objaviti Objavi članak

21.06.18. Općenito

Pravi je trenutak da zastanemo i upitamo se nismo li upravo MI krivci za sve klimatske promjene i ekstreme koji su iz dana u dan sve očigledniji.

05.06.18. Energija

Od prvog automobila krajem 19. stoleća, pa do danas, nije došlo do prevelikih promjena. Većina automobila ide na četiri kotača, koristi motor sa unutarnjim izgaranjem, a kao gorivo koristi benzin. ...

Mnogi kažu da su samoodržive kuće lijepo zamišljena ideja, ali neostvariva. Ipak, istina je da je ideja vrlo ostvariva, dok pravi problem predstavlja to što je u pitanju skupa investicija, ...

14.05.18. Eko-edukacija
Patika

Svima nam je dobro poznat fenomen punog ormara odjeće i obuće koja nam se više ne sviđa, nije u modi ili postoji neki treći razlog zbog kojeg ju ne nosimo. ...

04.05.18. Općenito

Danas se pojam ekološke osviještenosti čuje u skoro svakim vijestima, priča se o njemu kao političkom problemu, ali i faktoru za sprječavanje klimatskih katastrofa. No, koliko nas je zapravo ekološki ...

VIDI SVE ČLANKE IZ OPEN PUBLISHING

NAJAVE

REkreator obilježava Dan planeta Zemlje u Rovinju

Udruga REkreator poziva Vas na akciju podjele besplatnih platnenih vrećica kojom će, u nedjelju, 22. travnja, obilježiti Dan planeta Zemlje u Rovinju. Cilj ove akcije je pridonijeti smanjenju nepotrebog zagađenja okoliša ...

Drvored poznatih gimnazijalaca

Lions klub Vukovar I Gimnazija Vukovar u srijedu 28. ožujka 2018. godine s početkom u 11 sati organiziraju sadnju 30-tak sadnica lipa u dvorištu Gimnazije Vukovar, pod nazivom "Drvored poznatih ...

Poziv na Veganski 1. Maj 2017.

Veganski 1. Maj & fundraiser za utočište u Centru „Key“ Centar za zaštitu životinja i prirode „Key“ i ove godine poziva na cruelty-free proslavu Praznika rada! Pozivamo sve građane i ...

U skladu s prirodom – ekološka akcija vukovarskih gimnazijalaca EE otpad nusproizvod modernog doba – donesite EE otpad i pogledajte izložbu: Kronologija mobilnih i fiksnih telefona

Podržite nas i uključite se u našu akciju za ljepši, sigurniji i čišći grad! Sve što spada u EE otpad, možete donijeti u Gimnaziju Vukovar, svaki dan od 07:00 do ...

Poziv na seminar: Hrvatska energetska budućnost - kako organizirati pravedan i čist energetski sustav čiju cijenu neće plaćati zemlje u razvoju

Zelena Istra vas poziva na seminar kojim želimo potaknuti diskusiju o "vrućim" temama vezanim za hrvatski energetski sustav i njegov utjecaj na zemlje u razvoju. Seminar se održava 16. i ...