Isidor Buchmann, Cadex Electronics, Inc.
akku, tänään on tekninen välttämättömyys, on seurausta 400 vuotta tieteellistä työtä.
yksi merkittävimmistä ja romaanisista löydöistä viimeisen 400 vuoden aikana on sähkö. Joku voi kysyä: ”onko sähköä ollut niin kauan?”Vastaus on kyllä ja ehkä paljon pidempi, mutta sähkön käytännön käyttö on ollut käytössämme vasta 1800-luvun puolivälistä lähtien., Yksi varhaisista sähkönähtävyyksistä, jotka saivat yleistä huomiota, oli sähköisesti valaistu Silta Seine-joen yli vuoden 1900 maailmannäyttelyssä Pariisissa.
sähkön käyttö voi mennä paljon kauemmas. Rakentaessaan uutta rautatietä vuonna 1936 Bagdadin lähelle työläiset löysivät esihistorialliselta vaikuttaneen patterin. Löytö oli tiedossa, kuten Bagdad tai Parthian akku (ks. Kuva 1) ja uskottiin 2000 vuotta vanha, vuodelta Parthian aikana . Patteri koostui savipurkista, joka oli täytetty etikalla., Kuparisylinterin ympäröimä rautasauva tunkeutui nesteeseen ja tuotti 1,1-2 V sähköä.
kaikki tutkijat eivät hyväksy Parthian akkua energianlähteeksi, koska sovellusta ei tunneta. On mahdollista, että akkua käytettiin kullan tai muiden jalometallien kerroksen sähköistämiseen pinnalle. Egyptiläisten sanotaan sähköistäneen antimonin kuparille yli 4300 vuotta sitten.
Moderni Akku Kokeiluja,
aikaisintaan tapa tuottaa sähköä oli aiheuttamalla staattista sähköä joissakin aine., Vuonna 1660, Otto von Guericke (1602-1686) rakennettu ensimmäinen sähköinen laite, joka koostuu suuri rikin globe, että kun hierotaan ja käännetään, houkutteli höyheniä ja pieniä paperinpaloja. Guericke pystyi todistamaan, että syntyneet kipinät olivat luonteeltaan sähköisiä. Staattisen sähkön ensimmäinen käytännön käyttö oli” sähköpistooli”, jonka keksi Alessandro Volta (1745-1827). Sähköjohto oli sijoitettu metaanikaasulla täytettyyn purkkiin. Kun langan läpi lähetettiin sähkökipinä, purkki räjähti.,
Volta (KS.kuva 2) ajatteli sitten käyttää tätä keksintöä pitkän matkan viestintään, joskin vain yhden Boolen bittiä. Puisten pylväiden tukema rautalanka oli määrä sitoa Comosta Milanoon Italiaan. Vastaanottopäässä johto päättyisi metaanikaasulla täytettyyn purkkiin. Koodatun tapahtuman merkiksi johto lähettäisi sähkökipinän sähköpistoolin räjäyttämiseksi. Tätä tietoliikenneyhteyttä ei koskaan rakennettu.,
Vuonna 1791, työskennellessään, Bolognan Yliopisto, Luigi Galvani (1737-1798) havaitsivat, että lihasten sammakko supistui, kun kosketti erilaisia metallisia esineitä. Ilmiö tuli tunnetuksi” eläinsähkönä ” — harhaanjohtavana, kuten myöhemmin todistettiin. Näiden kokeiden seurauksena Volta aloitti sarjan kokeita, joissa käytettiin erilaisia metalleja. Hän yritti yhdistää sinkin, lyijyn, tinan tai raudan positiivisiksi levyiksi ja kuparin, hopean, kullan tai grafiitin negatiivisiksi levyiksi.,
Varhainen Paristot
Volta löysi vuonna 1800, että tietyt nesteet olisi luoda jatkuva virtaus sähköä, kun yhdistää pari erilaisia metalleja. Löytö johti ensimmäisen volttisolun, joka tunnetaan yleisemmin Akkuna, keksimiseen. Volta havaitsi edelleen, että jännite kasvaa, kun volttisoluja pinottiin päällekkäin. Kuva 3 havainnollistaa tällaista sarjaliitosta.
samana Vuonna, Volta julkaisi hänen löytö jatkuva lähde sähköä, Royal Society., Enää kokeita ei rajoitettu lyhyt näyttö kipinöitä, jotka kestivät sekunnin murto-osan. Sähkövirtaa oli nyt tarjolla loputtomalta tuntuva virta.
Ranska oli ensimmäisiä maita, jotka virallisesti tunnustivat Voltan löydöt. Ranska lähestyi tieteellisen edistyksen huippua ja uusia ideoita otettiin avosylin vastaan. Kutsusta, Volta osoitettu Institute of Ranska sarjan luentoja, jossa Napoleon Bonaparte oli läsnä jäsenenä (ks. Kuva 4)., Napoleon auttoi kokeiluja, piirustus kipinöitä akun, sulamispiste teräs lanka, purkaminen sähköinen pistooli ja hajoavaa vesi osaksi sen elementit.
Galvanin onnistuneiden kokeiden ja volttisolun löytymisen jälkeen kiinnostus galvaanista sähköä kohtaan yleistyi. Sir Humphry Davy (1778-1829), keksijä miner turvallisuus-lamppu, tehty uusia löytöjä, kun hän asennettuna suurin ja tehokkain sähköinen akun osaksi holvit, Royal Institution. Hän liitti akun hiilielektrodeihin ja valmisti ensimmäisen sähkövalon., Todistajat kertoivat, että hänen volttinen kaarilamppunsa tuotti ”kirkkaimman koskaan nähdyn nousevan valon kaaren.”
Davy alkoi testata kemialliset vaikutukset sähkön 1800-ja pian todettiin, että johtamalla sähkövirta läpi joitakin aineita, hajoaminen tapahtui, prosessi myöhemmin kutsutaan elektrolyysi. Syntynyt jännite liittyi suoraan elektrolyytin reaktiivisuuteen metallin kanssa. Davy ymmärsi, että elektrolyysin ja volttisolun toiminnot olivat samat.,
vuonna 1802 tohtori William Cruickshank suunnitteli ensimmäisen massatuotantoon kykenevän sähköakun. Cruickshank järjesti neliö arkkia kuparia yhtä suuri arkki kokoa sinkkiä. Nämä levyt sijoitettiin pitkään suorakulmaiseen puulaatikkoon ja juotettiin yhteen. Laatikon urat pitivät metallilevyjä paikoillaan. Sinetöity laatikko oli sitten täynnä elektrolyytti suolavedessä tai laimennettua happoa, joka muistuttaa tulva-akku, joka on edelleen kanssamme tänään (ks. Kuva 5).
Akku
Vuonna 1836 John F., Englantilainen kemisti Daniell kehitti parannetun akun, joka tuotti tasaisemman virran kuin Voltan laite. Siihen asti kaikki akut olivat ensisijaisia, eli niitä ei voitu ladata uudelleen. Vuonna 1859 ranskalainen lääkäri Gaston Planté keksi ensimmäisen ladattava akku. Se perustui lyijyyn ja happoon, systeemiin, jota käytetään vielä nykyäänkin.
Vuonna 1899, Waldmar Jungner Ruotsista keksi nikkeli-kadmium-akku (NiCd), joka käyttää kolikon positiivinen elektrodi ja kadmium negatiivinen., Kaksi vuotta myöhemmin Thomas Edison valmisti vaihtoehtoisen mallin korvaamalla kadmiumin raudalla. Korkea-ainekustannukset verrattuna kuivia soluja tai johtaa happo systems limited käytännön sovelluksia nikkeli-kadmium-ja nikkeli-rauta-akut. Se ei ollut ennen Shlecht ja Ackermann saavuttaa merkittäviä parannuksia keksimällä sintrattu napa levy vuonna 1932, että NiCd saanut uutta huomiota . Tämä johti korkeampiin kuormitusvirtauksiin ja parempaan pitkäikäisyyteen. Läpimurto tapahtui vuonna 1947, kun Neumann onnistui sulkemaan nikkeli-kadmium-solun kokonaan.,
1980-ja 1990-luvulla huomio oli nikkeli-pohjainen kemiat. Huolissaan ympäristön saastuminen, jos NiCd oli huolimattomasti hävittää, jotkut Euroopan maat alkoivat rajoittaa tämän kemian ja kysyi teollisuus kytkin nikkeli-metalli-hydridiakut (NiMH). Monet sanovat, että NiMH on väliaikainen vaihe litium-ioni (Li-ion) ja tämä voi hyvinkin olla totta. Suuri osa tutkimuksesta keskittyy litiumioniakkujen parantamiseen. Matkapuhelinten, kannettavien tietokoneiden, digitaalikameroiden, työkalujen ja lääkinnällisten laitteiden virransyötön lisäksi Li-ion on myös ajoneuvoehdokas., Li-ionilla on useita etuja, kuten suurempi energiatiheys, se on helpompi ladata eikä sillä ole huolto-ongelmia toisin kuin nikkelipohjaisilla akuilla. Li-ioni ei myöskään kärsi rikkidioksidista, joka on yleinen lyijypohjaisten järjestelmien kanssa.
Sähkön Magnetism
Sähkön magnetism, vaihtoehtoinen tapa tuottaa sähkön lisäksi staattisen varauksen ja akun, tuli suhteellisen myöhään. Vuonna 1820, André-Marie Ampère (1775-1836) huomannut, että johdot kuljettaa sähkövirta olivat ajoittain herättänyt ja muina aikoina hylkivät toisiaan., Vuonna 1831 Michael Faraday (1791-1867) osoitti, miten kupari levy edellyttäen jatkuvaa sähköä, kun pyörivä voimakas magneettikenttä. Faraday, avustaminen Davy ja hänen tutkimusryhmänsä onnistuivat tuottaa loputon sähkö voimassa niin kauan kuin liikkeen välillä kela ja magneetti jatkoi. Tämä johti sähkögeneraattorin ja sen jälkeen sähkömoottorin keksimiseen. Pian sen jälkeen kehitettiin muuntajia, jotka pystyivät muuntamaan vaihtovirran (ac) mihin tahansa haluttuun jännitteeseen., Vuonna 1833 Faraday perusti sähkökemian perustan julkaisemalla elektrolyysilakinsa.
Kun suhde magnetismi löydettiin 1800-luvun puolivälissä, suuret generaattorit alkoi tuottaa tasaisesti sähköä. Sitä seuranneet moottorit mahdollistivat mekaanisen liikkeen ja Edisonin hehkulamppu näytti valloittavan pimeyden. Nikola Teslan (1857-1943) kehittämä Kolmivaiheinen ac-tekniikka mahdollisti siirtolinjojen sähkövoiman kuljettamisen pitkillä matkoilla. Sähkö annettiin siis ihmiskunnan käyttöön yleisen elämänlaadun parantamiseksi.,
keksintö sähköinen tyhjiö putki 1900-luvun alussa oli merkittävä seuraava askel kohti korkean teknologian, jonka avulla voidaan kehittää taajuus oskillaattorit, signaali lisäyksiä ja digitaalinen kytkentä. Tämä johti radiolähetyksiin 1920-luvulla ja ensimmäiseen digitaaliseen tietokoneeseen nimeltä ENIAC vuonna 1946. Transistorin löytyminen vuonna 1947 tasoitti tietä integroituun piiriin 10 vuotta myöhemmin. Mikroprosessori aloitti tiedon aikakaudella ja mullisti elämäntapamme.,
Ihmiskunta riippuu sähkön -, ja lisääntynyt liikkuvuus, ihmiset ovat siirtymässä enemmän ja enemmän kohti portable power varastointi — ensin pyörillä sovelluksia, sitten siirrettävyys ja lopuksi puettavat käyttää. Niin kiusallista ja epäluotettavaa kuin alkuaikojen akut saattoivat olla, tulevat sukupolvet saattavat pitää nykypäivän teknologioita vain kömpelöinä kokeiluina.
akun kehityshistoria.,
1600-luvulla William Gilbert (UK) Perustaminen sähkökemia tutkimuksen,
1791 Luigi Galvani (Italia) Löytö ”eläinten sähkön”
1800 Alessandro Volta (Italia) Keksintö voltaic solu
(sinkki-ja kupari-levyt)
1802 William Cruickshank (UK) Ensimmäinen sähköinen akku, joka pystyy
massatuotanto
1820 André Marie Ampère (Ranska) Sähkön magnetism
1833 Michael Faraday (UK) Ilmoitus Faradayn lait,
1836 John F., tiivistys
nikkeli-kadmium-akku
1949 Lew Uir -, Eveready Battery (USA) Keksintö alkali-mangaani
akku
1970-Ryhmän vaivaa Kehittäminen venttiili säännellä
lyijy-happo akku
1990-Ryhmän vaivaa Kaupallistaminen nikkeli-metalli –
hydride battery
1991 Sony (Japani) Kaupallistaminen
litium-ioni-akku
1996 Molin Energiaa (Kanada) Käyttöönotto Li-ion,
mangaani katodi
2005 Valence, A123-Järjestelmä (USA) Käyttöönotto Li-ion kanssa
fosfaatti katodi
kuvituksesta Cadex Electronics Inc.,
Isidor Buchmann on kehittyneiden akkutestausinstrumenttien suunnitteluun ja valmistukseen erikoistuneen kanadalaisen Cadex Electronics Inc: n perustaja ja toimitusjohtaja. Hän on tutkinut ladattavien akkujen käyttäytymistä käytännöllisissä, arkisissa sovelluksissa kahden vuosikymmenen ajan. Kuten palkittu kirjoittanut monia artikkeleita ja kirjoja aiheesta, Arvoisa Buchmann on toimitettu akku-liittyvät tekniset paperit ympäri maailmaa. Lisää akkutietoja löydät Cadexin akkuyliopistosta. Isidoriin voi ottaa yhteyttä osoitteessa 22000 Fraserwood Way, Richmond, BC V6W 1J6, Kanada.