البطارية
تعتبر البطارية واحدة من الوسائل الأساسية التي يتم استخدامها لتزويد الآلات والأجهزة بالطاقة اللازمة للتشغيل. وتعتمد هذه الأداة على وجود مجموعة من الخلايا الكهربائية التي تنتج تيارات كهربائية. وقد استُخدمت عبارة “بطارية” لأول مرة لوصف مجموعة من الأجهزة الكهربائية التي ابتكرها العالم بنيامين فرانكلين عام 1748 ميلادية.
كان أليساندرو فولتا هو الشخص الأول الذي وصف البطاريات الكهركيميائية والفولطية في عام 1800 ميلادية. وعلى الرغم من أن البطاريات في تلك الفترة كانت تكتسب أهمية كبيرة لأغراض تجريبية، إلا أن استخدامها تطور بشكل كبير بفضل اكتشاف خليّة دانيال. كما يُعزى الفضل إلى الصيدلي البريطاني جون فريدريك دانييل في تطوير أول مصدر علمي للكهرباء كالبطارية في عام 1836 ميلادية.
أنواع البطاريات
البطاريات الكهربائية
البطارية الكهربائية هي جهاز يتكون من اثنين أو أكثر من الخلايا الكهروكيميائية، ويعمل على تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى طاقة كهربائية. تحتوي هذه البطارية على خليتين، واحدة سالبة والأخرى موجبة، حيث تمثل الخلية الموجبة مصدر الإلكترونات عند توصيل البطارية بالدائرة الكهربائية. هذا يسمح بتدفق الطاقة إلى الأجهزة الخارجية. عندما يتم توصيل البطارية بالدائرة، يُمكن للشوارد أن تتحرك داخل البطارية كالأيونات. تتوفر البطاريات الكهربائية بأشكال وأحجام متعددة لتناسب احتياجات الأجهزة المختلفة، وتندرج ضمن نوعين رئيسيين:
- البطاريات الأولية: وهي الأكثر استخداماً في الأجهزة المحمولة، حيث تحتفظ بالطاقة لفترات طويلة، ولا يمكن إعادة شحنها بشكل آمن بسبب صعوبة استعادة التفاعلات الكيميائية إلى حالتها الأصلية.
- البطاريات الثانوية: قابلة لإعادة الشحن، وتُصنع باستخدام تقنية الكهرباء السائلة ضمن حاوية غير مغلقة، ما يتطلب إبقاء البطارية في وضع عمودي وفي منطقة جيدة التهوية لضمان تشتت الغازين الناتجين أثناء عملية الشحن الزائد.
بطارية السيارة
تعتبر بطارية السيارة من الأنواع القابلة لإعادة الشحن، حيث تزود السيارات بالطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل المحرك، والأضواء، ونظام الإشعال. عادةً ما تُصنع بطاريات السيارة من الرصاص الحمضي، وثاني أكسيد الرصاص، وحامض الكبريتيك، والماء، وتتكون من ست خلايا غلفانية. ويمكن إعادة تدوير بطاريات السيارات، مما يقلل الحاجة إلى موارد جديدة لصنع بطاريات إضافية ويساعد في تقليل المخاطر الناجمة عن انتشار الرصاص السام في مواقع التخلص غير الآمنة.
بطارية الليثيوم
تُعرف بطاريات الليثيوم اختصاراً بـ LIB، وهي شائعة في الأجهزة الإلكترونية المحمولة، وتعتبر بديلاً ممتازاً لبطاريات الرصاص الحمضي. في البداية، كانت تُستخدم هذه البطاريات في عربات الغولف والمركبات. وتعود فكرة إنتاجها إلى إم إس يتنغهام من جامعة بينغهامتون، وقد خضعت العديد من التعديلات خلال عملية تطويرها، كان آخرها في عام 2014 من قبل شركة آمبريوس التي استخدمت أنود المصنوع من السيلكون في عملية التصنيع.