باتری چگونه کار می کند

باتری چگونه کار می کند

برای اینکه بدانید باتری چگونه کار می کند ، بهتر است اول تعریف دقیقی از باتری بدانید.

تقریباً تمامی وسایل الکترونیکی که روزانه با آن ها سر و کار دارید از جمله ساعت، لپ تاپ و اشاره گر لیزری همه با یک چیز کار می کنند.

بله درست حدس زدید، باتری.

اما باتری چگونه کار می کند؟

باتری ها به طورکلی بسیارگوناگون هستند، اما نحوه عملکرد همه آن ها از یک مفهوم پایه ای پیروی می کند.

به گفته متخصص مدیترانه در دانشکده مواد و مهندسی MIT، آنتوان آلانور:

«یک باتری دستگاهی است که قادر به ذخیره انرژی الکتریکی به شکل انرژی شیمیایی می باشد و انرژی را به برق تبدیل می کند. شما نمی توانید برق را بگیرید و ذخیره کنید، اما می توانید انرژی الکتریکی را در مواد شیمیایی داخل باتری ذخیره کنید.»

اختراع باتری:

اولین بار باتری که امروزه مورد استفاده ما قرار می گیرد در سال 1887 اختراع شد.

امروزه با کمی ارتقاء جزئی، باتری خشک سلولی که به عنوان یک پیروزی علمی بود از آن یاد می شود، به دست آمد.

مشکل اصلی باتری های قبلی مایعات آزاد درون آن ها بود که می توانست در دستگاه ها حرکت کند.

جنس محفظه ای که در آن مایع باتری ریخته می شد از ظروف شیشه ای شفاف یا ظروف شیشه ای با میله های فلزی بوده، که از اقلام خانگی دور ریختنی به دست می آمد.

اگر بخواهید بدانید باتری قدیمی چگونه کار می کند ، بهتر است توجه داشته باشید که این باتری ها قدرت فراوانی دارد.امروزه نیز در صنایع مدرن مانند خودروسازی و مخابرات هنوز هم از باتری های قدیمی سلول های مرطوب استفاده می کنند.

نکته جالب اینکه شما همین الان می توانید یک باتری با وسایل مختلفی که در خانه دارید، بسازید.

اجزای اصلی هر باتری سه بخش است که عبارتند از:

  • دو پایانه ساخته شده از مواد شیمیایی مختلف (معمولا فلزات)
  • آند
  • کاتد
  • الکترولیت که پایانه ها را جدا می کند.

شاید برای شما این سؤال پیش بیاید که الکترولیت چیست؟ در واقع الکترولیت یک ماده شیمیایی است که اجازه می دهد بین کاتد و آند جریان الکتریکی جاری شود.در هنگام اتصال یک مدار یا لامپ یا هر وسیله الکتریکی دیگر، با ایجاد یک تغییر شیمیایی روی الکترودها؛ انرژی الکتریکی جاری شده و وارد  دستگاه مد نظر ما می گردد.

باتری قلمی چگونه کار می کند:

در واقع وقتی می گوییم تخلیه الکتریسیته انجام می شود، یعنی ماده شیمیایی آنزیم، الکترون ها را به ترمینال منفی برده و یون های الکترولیتی از طریق واکنش اکسیداسیون این کار را انجام می دهند. از طرفی دیگر در ترمینال مثبت، کاتد الکترون ها را می پذیرد و مدار را برای جریان الکترون ها تکمیل می کند.

در واقع وجود الکترولیت به این دلیل است که به وسیله واکنش های شیمیایی مختلف آند و کاتد را به یکدیگر متصل کنند.

به گونه ای که پتانسیل شیمیایی می تواند از یک ترمینال به دیگری تعادل یابد.

برای اینکه بدانید باتری چگونه کار می کند کافی است مفهوم جمله زیر را به خاطر بسپارید:

یک باتری انرژی شیمیایی ذخیره شده را به انرژی الکتریکی مفید تبدیل می کند.

آلانور در این باره می گوید:

«این دو واکنش هم زمان اتفاق می افتد. یون ها جریان را از طریق الکترولیت عبور می دهند در حالی که الکترون ها در مدار خارجی جریان می یابند و این چیزی است که جریان الکتریکی تولید می کند.»

 

باتری چگونه کار می کند؟

روند کار باتری های یک بار مصرف به این صورت است که، پتانسیل شیمیایی تا زمانی که باتری از رآکتورها خالی شود، ادامه پیدا خواهد کرد.

در واقع در این باتری ها فقط انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

در باتری یک بار مصرف فقط یک واکنش انجام می شود در حالی که در سایر انواع باتری ها، واکنش را می توان معکوس کرد.

به طور مثال باتری های قابل شارژ عملیات معکوس انجام می دهند.

مثلاً باتری  تلفن همراه یا ماشین به گونه ای طراحی شده اند که، انرژی الکتریکی از منبع خارجی (شارژر که به دیوار یا دینام وصل می شود) به سیستم شیمیایی اعمال می شود و معکوس.

که عملیات معکوس در واقع تخلیه شارژ باتری است.

باتری های کارآمد چگونه کار می کند :

آزمایشگاه گروه Sadoway در MIT در تحقیقات خود زمان زیادی را برای تولید باتری های کارآمد با ظرفیت بالا صرف کرده است.

این گونه باتری ها برای استفاده چندگانه ساخته شده است.

از باتری های کارآمد برای ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ استفاده می شود.

مواد تشکیل دهنده این باتری ها، مایع فلزیاست که  الکترولیت، آند و کاتد هم مایع هستند.

باتری های کاربردی قابل حمل نیز  درواقع باتری های پلیمری با ورقه نازک هستند.

اینگونه باتری ها دارای یک الکترولیت قابل انعطاف از جنس غیر قابل اشتعال تولید می شوند.

یکی دیگر از هدف آزمایشگاه این است که باتری ها را با استفاده از مواد مورد قبول غیر محسوس بسازد.

در ساخت این نوع باتری ها تمرکز بر مواد فراوان، ارزان و ایمن اولویت دارد.

این باتری ها دارای توانایی تجاری بوده و مشابه با باتری های لیتیوم هستند.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا