Kako dolgo traja baterija za ponovno polnjenje z najdaljšo življenjsko dobo?

Električna energija je v razvoju sodobne civilizacije nepogrešljiva oblika energije, zato so baterije postale nepogrešljiva nuja v človekovi proizvodnji in življenju.

Baterija se v ožjem smislu nanaša na napravo, ki lahko pretvori kemično energijo v električno energijo. Vse baterije, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, spadajo v ta stolpec, kot je najpogostejša suha baterija, in sicer manganovo-cinkova baterija. Poleg nikelj-kadmijeve baterije, nikelj-vodikove baterije in aluminijeve kislinske baterije za avtomobile itd.

Splošna baterija se nanaša na "napravo, ki lahko shranjuje električno energijo v drugih oblikah in jo je mogoče ponovno pretvoriti v električno energijo". Na primer, jedrska baterija, ki se uporablja v nekaterih vesoljskih plovilih, je naprava, ki lahko pretvori jedrsko energijo v električno energijo. Poleg tega lahko bistvo gradnje črpalnih elektrarn na nekaterih področjih razumemo tudi kot alternativno obliko celice velikanke. Tako imenovana črpalna elektrarna uporablja odvečne električne vodne črpalke za shranjevanje in sprostitev največjega povpraševanja in sušne sezone za proizvodnjo energije iz skladiščne vode.

Konvencionalne kemične baterije hranijo električno energijo v obliki kemične tvorbe, jedrske baterije hranijo električno energijo v obliki jedrske energije, črpalne elektrarne pa hranijo električno energijo v obliki gravitacijske potencialne energije. Na splošno so to v bistvu baterije.

Ko gre za baterije, je najpomembnejša ena stvar: življenjska doba baterije. Razlog, zakaj so ljudje izumili baterijo, ni samo shranjevanje energije, ampak tudi zagotavljanje energije za električno opremo kadarkoli in kjer koli. Če je življenjska doba litijeve baterije zelo kratka in ji bo kmalu zmanjkalo moči, je to gotovo neprijetno. Verjamem, da vsi to vemo. Trenutna življenjska doba baterije pravzaprav še zdaleč ne ustreza našim potrebam. Majhne mobilne telefone je težko uporabljati brez polnilnih postaj, s podobnimi težavami pa se srečujejo tudi nova energetska vozila, ki jih poganja tovrstna moč. Izboljšanje življenjske dobe baterije je postalo nujna potreba.

Ali veste, katera je najbolj vzdržljiva baterija? Morda pomislite na jedrsko baterijo, vendar ne, jedrska baterija, nameščena na Voyagerju 2, zdrži več kot 40 let, vendar baterija z najdaljšo življenjsko dobo ni jedrska baterija, temveč kemična baterija.

Ali se baterije s kemično energijo lahko uporabljajo več kot 40 let? Da, lahko, in obstaja velika vrzel. Najdaljša baterija doslej je bila baterija za uro Oxford. "Oxford Bell Battery" je sestavljen iz serije suhih nizov in para zvoncev. Naslednja dva suha niza imata uro in kovinsko kroglico med obema urama. Ko je zvonec kovinske krogle na drugi strani iste odbojne sile naboja, ko druga stran trči vanj, bo prišlo do prenosa naboja. Odbojna sila ponovno potisne žogico stran in zvonec bo zazvonil glede na stalno napajanje.

Kako je nastala baterija za zvonec Oxford? Nekega dne leta 1840 je Robert Walker, profesor fizike na univerzi Oxford, kupil to napravo od proizvajalca instrumentov in jo postavil na polico v hodniku laboratorija Clarendon na univerzi Oxford.

Presenetljivo je, da tri leta, pet let in deset let pozneje zvon še vedno zvoni, vir energije pa ni izčrpan. Ljudje so zelo radovedni, kdaj bo zvonjenje prenehalo, zato ljudje čakajo leta in leta. Končno, 180 let pozneje, zvon laboratorija Clarendon na hodniku oxfordske univerze še vedno zvoni in ni videti, da bi oslabel. Nihče ne ve, kako dolgo bo zvonilo, in morda ne bomo mogli počakati, da preneha. Kaj je torej v teh dveh suhih reaktorjih, da podpira 180-letno zvonjenje?

Notranja zgradba suhega sklada baterije oxford bell je skrivnost. Nihče ne ve, ker je tako star in nihče ne pričakuje, da bo trajal tako dolgo, zato nihče ni vprašal proizvajalca instrumentov o notranji strukturi suhega sklada, tako da seveda nihče ne ve.

Zakaj je tako težko? Zakaj ne odprete suhega kupa neposredno? Ja, če odpreš, boš videl. Toda "Oxford Clock Battery" je bil od trenutka nakupa zaprt v nepredušni dvojni stekleni škatli, tako da je bil popolnoma izoliran od zunanjega zraka. Če ga odprete, bo uničil njegovo prvotno okolje. Tako bodo ljudje še naprej čakali, čakali na trenutek, ko se bo končno ustavilo, potem pa ga bodo odprli, a nihče ne ve, kako dolgo se bo odprlo. Obstaja veliko ugibanj o notranji strukturi baterije zvonca Oxford. Nekateri ljudje mislijo, da je notranja struktura suhega sklada podobna sodobni manganovo-cinkovi bateriji, z manganovim dioksidom kot pozitivnim polom in cinkovim sulfatom kot negativnim polom. Toda vse je ugibanje in odgovor ne bo razkrit, dokler se ne ustavi.