Bateriile reîncărcabile – trecut, prezent și viitor

V-ați gândit vreodată cum ar arăta o lume fără baterii? Am fi cu toții dependenți de cabluri și mă gândesc dacă ar mai fi existat automobilele? Sau laptop-ul? De smartphone nici nu mai vorbesc.

O scurtă lecție de istorie

Preocuparea constantă a cercetătorilor din domeniu de-a lungul anilor, a fost găsirea acelor materiale care sa genereze cea mai mare cantitate de energie, în condiții de siguranță.

În anii 1980 a fost inventată bateria pe baza de litiu, considerat a fi metalul cu cea mai mică densitate și cel mai mare potențial energetic. În 1985 o echipă de cercetători din Japonia a reușit să construiască prima baterie litiu-ion, care a fost comercializată pentru prima dată în 1991 de către Sony.

Nu la mult timp, mai exact în 1997 a fost dezvoltată prima baterie litiu-ion polimer. Aceasta are avantajul major că nu necesită încastrarea într-o carcasă de metal ci poate fi încastrată într-un material mult mai flexibil, ceea ce înseamnă că ea poate să fie modelată în așa fel încât să se potrivească unui anumit dispozitiv cum ar fi laptopul sau smartphone-ul.

Cum funcționează o baterie reîncărcabilă cu litiu?

După mica lecție de istorie de mai sus, mă gândesc să trecem puțin și la...chimie.

Bateria este un mediu electrochimic de stocare a energiei. Practic, două plăci din materiale cu potențial energetic diferit- unul pozitiv, numit catod și altul negativ, numit anod – sunt introduse într-un lichid conductor – electrolitul - și formează o reacție chimică care produce energie. Atunci când bateria este cuplată la un consumator de curent, bateria debitează curent sau se descarcă. În sens invers, bateria se încarcă atunci când se scurge curent în ea, restabilind diferența chimică dintre cele două plăci.

Bateriile reîncărcabile din smartphone-urile zilelor noastre conțin, la fel ca toate celelalte baterii, doi electrozi – unul pozitiv, format de obicei dintr-un compus care conține litiu și unul negativ, de obicei format din carbon. Acești doi electrozi sunt conectați cu ajutorul electrolitului care permite ionilor de litiu să se deplaseze între cei doi electrozi.

Avantaje, dezavantaje?

Principalele avantaje ale bateriilor pe bază de ioni de litiu sunt multe și de aceea această tehnologie este încă folosită.

Pe scurt, iată care ar fi acestea:

• au o capacitate energetică ridicată și pot avea dimensiuni suficient de mici încît să fie folosite în industria telefoanelor mobile
• au o rată mult mai scăzută de auto descărcare, comparativ cu alte baterii
• încărcarea lor poate fi și foarte rapidă
• durata de viață este semnificativ mai mare decât a altor tipuri de baterii

Dezavantajul principal este legat de faptul că pot fi destul de costisitoare și sunt foarte sensibile la supraîncărcare.

De asemenea, litiul, chiar dacă prezintă multe avantaje, este un metal  destul de reactiv, care are nevoie de o protecție specială și de aceea,  nu poate fi folosit în stare pură.

Procesul de descărcare (producerea de energie) și reîncărcare, repetat de foarte multe ori, duce la degradarea eletrozilor. Poate că o comparație cu o haină spălată de prea multe ori, care ajunge să se deterioreze, ar putea fi o analogie potrivită.

De la Litiu-Ion încotro?

Bateriile Litiu-Ion dețin supremația în domeniu de aproape 30 de ani. Capacitatea de înmagazinare a unei mari cantități de energie într-un spațiu mic și cu o greutate redusă par să fie elemente greu de detronat.

Cu toate acestea, cercetările din domeniu nu s-au oprit și se caută în continuare soluții alternative. Provocarea este însă găsirea materialului potrivit pentru cei doi electrozi, ceea ce nu este atât de simplu precum pare, mai ales că unele materiale sunt chiar periculoase, altele nu rezistă la un număr mare de reîncărcări, ș.a.m.d.

Un exemplu ar putea fi Samsung care investește mult efort în cercetare și care a anunțat chiar că sunt pe cale de a ”revoluționa” industria prin folosirea unei noi tehnologii * bazată pe o ”bilă de grafen”  care arată cam așa:



Aceasta se presupune că va crește capacitatea bateriilor litiu-ion cu aproape 45%, iar viteza de încărcare ar putea fi de 5 ori mai mare, ajungându-se la doar 12 minute pentru o încărcare completă.

Sună foarte bine, nu-i așa? Absolut. Dar, chiar și exemplul de mai sus reprezintă doar o încercare de ”îmbunătățire” a bateriilor litiu-ion și nu înlocuirea lor.

Așadar, până la o nouă descoprire, litiu-ion rămâne combinația numărul unu în domeniu.

Și nu uitați că există moduri sigure de încărcare a bateriei pentru prelungirea duratei de viață și, de asemenea,  vă recomand cîteva lucruri pe care le puteți face ca să vă țină bateria mai mult.

Vă doresc , ca întotdeauna, toate cele bune!

*sursa: www.forbes.com