Čo ste (ne)vedeli o batériách a akumulátoroch

Ceruzkové batérie, ľudovo zvané „tužkové“ batérie, oslavujú v tomto roku svoje 210. narodeniny. Batéria dnes tvorí zdroj energie pre mnoho zariadení – od „empétri“ prehrávača až po elektromobil. Chcete vedieť, aká náhoda viedla k vzniku batérií? Predstavíme vám najbežnejšie typy batérií a akumulátorov a prezradíme vám aj pár zaujímavostí, ktoré ste o batériách asi nevedeli.

História jej vzniku je pritom viac než kuriózna. Koncom 18. storočia si totiž bolonský lekár a prírodovedec Luigi Galvani pri pitvaní žabích nožičiek všimol, že pri dotyku dvoma rozdielnymi kovovými nástrojmi na konce nervov sa stehienko myká, akoby ním prechádzal elektrický prúd. Nechutné? Tento náhodný objav mu však zaručil nesmrteľnosť – chemický zdroj elektrického napätia bol totiž práve po ňom nazvaný galvanickým článkom, ktorý je základnou stavebnou jednotkou každej „baterky“. Jeho zistenie správne interpretoval taliansky fyzik Alessandro Volta, ktorý na základe Galvaniho žabích pokusov v roku 1800 zostrojil prvý galvanický článok z medi, zinku a kyseliny sírovej. V priebehu nasledujúceho storočia fyzici objav ďalej vylepšovali, zmenšovali a zefektívňovali. Až okolo roku 1900 nadobudla zhruba podobu, v akej ju poznáme aj dnes. Prvé batérie sprevádzali aj Neila Armstronga na mesiaci v roku 1969 a bola nimi vybavená aj neslávne známa vzducholoď Hindenburg.

Najbežnejšie typy batérií

Batérie sa delia na dva základné typy a to primárne (nedobíjateľné) články a sekundárne, dobíjateľné články. K primárnym článkom patria zinkovo-uhlíkové batérie, alkhalické a lítiové batérie. K sekundárnym potom patria olovené akumulátory, nikel-kadmiové a nikel-hydridové alkalické dobíjateľné batérie a najmodernejšie lítium-iónové batérie.

 

• • Zinkovo-uhlíkové batérie
    Sú základným a najlacnejším typom batérií a aj preto ich výrobcovia často pribaľujú k elektronike ako súčasť balenia. Úplne postačujú do diaľkových ovládaní, bateriek – lámp na svietenie, hračiek alebo malých rádií.
• Alkalické batérie

Sú založené na reakcii zinku a oxidu manganičitého (MnO2). Majú vyššiu energetickú kapacitu a dlhšiu životnosť oproti zinkovo-uhlíkovým batériám. Hodia sa preto do prehrávačov, fotoaparátov a najrôznejších domácich prístrojov a spotrebičov, ktoré sú často používané a vyžadujú preto vyššiu výdrž batérii.

• Lítiové batérie

Vyznačujú sa veľmi dlhou životnosťou a v závislosti od použitých látok môžu produkovať napätie až 3 V, čiže dvojnásobok bežných batérií. Používajú sa najmä v celom rade prenosných zariadení, ako aj v priemysle.

• Olovené akumulátory

Pozostávajú z olovených elektród a kyseliny sírovej ako elektrolytu. Používajú sa ako klasické autobatérie a napriek veľkým rozmerom a vysokej váhe vzhľadom na vyprodukovanú energiu sú obľúbené vďaka nízkym výrobným nákladom a svojej vysokej kapacite.

• Nikel-kadmiové (NiCd) alkalické dobíjateľné batérie

Jeden z prvých typov dobíjateľných batérií, ktorý umožnil rozmach prenosnej elektroniky. Jeho veľkou nevýhodou je tzv. „pamäťový efekt“. Ak totiž NiCd batérie dobijete predtým, ako boli plne vybité, „zabudnú“, že mali ešte rezervu a ďalší raz sú schopné dodať už len toľko energie, o koľko ste ich dobili. Pokiaľ ich však pred každým dobíjaním úplne vybijete, vydržia stovky nabíjacích cyklov. Navyše je ich možné skladovať dlhú dobu bez znehodnotenia ich vlastností a fungujú i v extrémnych klimatických podmienkach.

• Nikel-hydridové (NiMH) alkalické dobíjateľné batérie

Vysokokapacitné dobíjacie akumulátory najvyššej kvality. Postupne nahrádzajú NiCd batérie, pretože na rozdiel od nich netrpia pamäťovým efektom a keďže kadmium v nich nahradila zmes iných kovov a vodík, sú menšou záťažou pre životné prostredie. Okrem toho ich je možne znovu nabiť až 1000 krát. Mierne vyššia investícia pri kúpe sa preto onedlho vráti. S týmto typom batérií šetríte prírodu aj vlastnú peňaženku.

• Lítiovo-iónové (Li-ion) akumulátory

Sú pri rovnakom výkone a životnosti ako NiMH batérie až takmer o polovicu menšie a ľahšie a navyše ešte ohľaduplnejšie k životnému prostrediu, keďže vôbec neobsahujú toxické materiály, ako napr. kadmium. Ich nevýhodou je vyššia cena, no napriek tomu momentálne dominujú na trhu dobíjateľných akumulátorov a nájdete ich v notebookoch i mobilných telefónoch.

8 zaujímavostí o ceruzkových batériách

• • 1. Batéria v roku 2010 oslavuje symbolické 210. výročie svojho vzniku. Prvý elektrochemický článok totiž zostrojil taliansky fyzik Alessandro Volta v roku 1800. Pomenovali po ňom nielen „Voltov článok“ – predchodcu batérie, ale aj jednotku elektrického napätia – volt.
    2. Za vynájdenie batérie sú zodpovedné žabacie stehienka. Alessandra Voltu totiž na myšlienku zostrojenia prvej batérie priviedli experimenty bolonského lekára Luigiho Galvaniho, ktorý si pri pitvaní žabích nožičiek všimol ich zášklby pri dotyku dvoma rôznymi kovovými nástrojmi. Chemický zdroj elektrického napätia sa tak po ňom nazýva galvanický článok.
    3. Batéria je zariadenie, ktoré premieňa chemickú energiu na elektrickú. Pracuje na základe chemickej reakcie, ktorá zapríčiňuje tok elektrónov z negatívnej elektródy na pozitívnu. Keď všetky chemikálie vovnútri zreagujú, batéria je vybitá a jej nabitie je v podstate len uskutočnenie spätnej, opačnej chemickej reakcie za pomoci elektrického prúdu.
    4. Najväčšia batéria na svete sa nachádza na Aljaške, skladá sa z 13 760 nikel-kadmiových článkov a zaberá rozlohu neuveriteľných 2000m2. Slúži na vykrytie krátkodobých výpadkov elektriny pre až 12 000 ľudí.
    5. Najmenšie „baterky“ na svete sú hrubé ako tuha ceruzky a dlhé asi iba jeden centimeter. Pri svojej miniatúrnej veľkosti vydržia až desať dní a nabíjajú sa bezkontaktne elektrickým poľom, pretože sa používajú vo vnútri tela na stimuláciu poškodených nervov.
    6. Energia spotrebovaná na výrobu jednej batérie je 50 krát väčšia ako energia, ktorú táto batéria neskôr poskytne.
    7. Jedna nikel-kadmiová batéria z mobilu stačí na znečistenie až 600 000 litrov vody. Pre predstavu, to je tretina olympijského bazéna.
    8. Pamäťový efekt je fenomén, ktorým trpia hlavne nikel-kadmiové dobíjateľné batérie, ak ich dobijete predtým, ako boli plne vybité. Batéria v tom prípade „zabudne“, že mala ešte rezervu a ďalší raz je schopná dodať už len toľko energie, o koľko ste ju dobili.

 

Zdroj: PC revue

Foto pixabay