تاريخ البطاريات History of Batteries
تاريخ البطاريات History of Batteries
تكمن اهمية البطاريات في انها تخزن الطاقة الكهربائية لاستخدامها في الكثير من التطبيقات الضرورية في حياتنا مثل الهواتف الذكية والحواسب المحمولة والعاب الاطفال وغيرها من الالعاب والتطبيقات الالكترونية الاخري ، وتاريخيًا ، تم استخدام كلمة كومة او "بطارية" لوصف "سلسلة من الأشياء المتشابهة المجمعة معًا لأداء وظيفة ما ، لذا فالبطارية هي مجموعة خلايا كهروكيميائية مرتبطة ببعضها البعض لتوفير الطاقة الكهربائية.
اولى المحاولات لاختراع البطارية 
وقد كانت اول محاولات لاكتشاف البطاريات حينما اكتشف العمال بالعراق عام 1936 ما بدا أنها بطارية يرجع عمرها الى عام 250 قبل الميلاد ، والمعروفة أيضًا باسم بطارية بارثيان او بغداد والتي تعود إلى الإمبراطورية البارثية ويُعتقد أنه عمرها 2000 عام. وتتكون البطارية من برطمان من الطين مملوء بمحلول خل يتم فيه إدخال قضيب حديدي محاط بأسطوانة نحاسية. أنتج هذا الجهاز 1.1 إلى 2.0 فولت من الكهرباء .ولكن لا يقبل جميع العلماء بطارية بارثيان كمصدر للطاقة حيث يعتقدون انه من الممكن أن يكون الجهاز قد استخدم للطلاء الكهربائي ، بإضافة طبقة من الذهب أو المعادن الثمينة الأخرى إلى السطح ، ويقال أن المصريين قد غلفوا الأنتيمون بالكهرباء على النحاس منذ أكثر من 4300 عام ، تشير الأدلة الأثرية إلى أن البابليين كانوا أول من اكتشف واستخدم تقنية كلفانية في تصنيع المجوهرات باستخدام إلكتروليت يعتمد على عصير العنب إلى الخزف الحجري وربما كان البارثيون الذين حكموا بغداد قديما قد استخدموا البطاريات لطلاء الفضة بالكهرباء.والجدير بالذكر ان أولى إحدى الطرق لتوليد الكهرباء في العصر الحديث كانت عن طريق توليدشحنة ثابتة عام 1660 بواسطة العالم Otto von Guericke والذي اخترع آلة كهربائية
باستخدام كرة كبيرة من الكبريت ، والتي عند فركها وتدويرها ، فانها تجذب الريش وقطع صغيرة من الورق واستطاع العالم Otto von Guericke أن يثبت أن الشرارات التي
ولدت كانت كهربائية .
في عام 1744 ، طور Ewald Georg von Kleist برطمان ليدن JarLeyden
(والذي تم اختراعه وتسميته على اسم جامعة ليدن بهولندا) الذي خزن الشحنة الثابتة في برطمان زجاجي مبطن بورق معدني داخل الحاوية وخارجها. ويعتقد العديد من العلماء ،بما في ذلك العالم Peter van Musschenbroek ، الأستاذ في جامعة ليدن ،
أن الكهرباء تشبه السوائل التي يمكن التقاطها في زجاجة، ولم يعرفوا أن الرقائق المعدنية شكلت مكثفًا عند شحنه بجهد عالي ، أعطت جرة ليدن السادة صدمة كبيرة لا يمكن تفسيرها عندما لامسوا الرقاقة المعدنية.جلفاني وفولتا
ثم كان الدور الابرز للعالم الايطالي لويجي جلفاني والذي كان يقوم بتشريح ضفدع ميت ولاحظ تحركه عند ملامسة ادوات التشريح لساق الضفدع ، وارجع وجود تلك الطاقة الى الساق لكن كان لزميله العالم اليساندرو فولتا رأيا آخر ، اذ فسر تحرك ساق الضفدع لوجود طاقة ناتجة عن معادن مختلفة غارقة في سائل ، وكرر التجربة باستخدام قطعة قماش مبللة بمحلول ملحي بدلاً من الضفدع ، مما أدى إلى طاقة مماثلة ، ومن ثم نشر فولتا النتائج التي توصل إليها في عام 1791 واخترع أول بطارية عام 1800 .
ولكن الحقيقة ان تلك البطارية كانت تعاني من مشكلتين رئيسيتين:-- الاولى كانت تتمثل في الوزن الزائد للالواح والذي يتسبب في تسرب المحلول
الالكتروليتي وتم حلها عن طريق العالم الاسكتلندي William Cruickshank
عن طريق وضع البطارية على جانبها .
- الثانية وهي ان الخصائص الكيميائية لمكونات البطارية لها عمر قصيرجدًا وتم حلها عن طريق العالمين الانجليزيين William Sturgeon & Frederic Daniell .البطاريات القابلة لاعادة الشحن
في عام 1859 ، ابتكر الفيزيائي الفرنسي Gaston Planté بطارية باستخدام لوحين ملفوفين من الرصاص المغمور في حمض الكبريتيكومن خلال عكس التيار الكهربائي من خلال البطارية ، تعود الكيمياء إلى حالتها الأصلية ، وبالتالي تم إنشاء أول بطارية قابلة لإعادة الشحن.في وقت لاحق ، في عام 1881 ، قام العالم الفرنسي Camille Alphonse Faure بتحسين تصميم Planté من خلال تشكيل صفائح الرصاص في الواح.هذا التصميم الجديد جعل البطاريات أسهل في التصنيع ، وشهدت بطارية حمض الرصاص استخدامًا واسع الانتشار في السيارات فيما بعد . البطاريات الجافة The Dry Cells
حتى أواخر القرن التاسع عشر ، كان المحلول الالكتروليتي في البطاريات في حالة سائلة ،
هذا جعل نقل البطارية عملية دقيقة للغاية ، ولم يكن من المفترض أبدًا نقل معظم البطاريات بمجرد توصيلها بالدائرة.في عام 1866 ، أنشأ العالم Georges Leclanché بطارية باستخدام أنود الزنك ،
وكاثود ثاني أكسيد المنغنيز ، وكان المحلول من كلوريد الأمونيوم وكانت تلك خطوة مهمة لاختراع الخلية الجافة.اكتشف Carl Gassner كيفية إنشاء معجون إلكتروليت من كلوريد الأمونيوم ومعجون من مادة لاصقة باريس
(Plaster of Paris) ، وقد حصل على براءة اختراع بطارية "الخلية الجافة" الجديدة في عام 1886 في ألمانيا.
تم تجميع هذه الخلايا الجافة الجديدة ، التي يطلق عليها بشكل شائع "بطاريات كربون الزنك" ، وتم إنتاجها بشكل كبير حتى أواخر الخمسينات ، فبينما لا يستخدم الكربون في التفاعل الكيميائي ولكنه يؤدي دورًا مهمًا كموصل كهربائي في هذا النوع من البطاريات.
في الخمسينيات من القرن الماضي ، استبدل العلماء Lewis Urry& Paul Marsal & Karl Kordesch
من شركة يونيون كاربايد (المعروفة لاحقًا باسم "إيفردي" ثم "إنرجايزر") إلكتروليت كلوريد الأمونيوم بمادة قلوية ،بناءً على كيمياء البطارية التي صاغهاالعالم Waldemar Jungner في عام 1899، ويمكن أن تحتوي بطاريات
الخلايا الجافة القلوية على طاقة أكبر من بطاريات الكربون الزنك من نفس الحجم وايضا لها عمر أطول.و في السبعينيات ، طورت شركة COMSAT (Communications Satellite Corporation)
بطارية النيكل هيدروجين لاستخدامها في الأقمار الصناعية حيث تخزن هذه البطاريات الهيدروجين في شكل غازي مضغوط ولا تزال العديد من الأقمار الصناعية مثل محطة الفضاء الدولية تعتمد على بطاريات النيكل هيدروجين.
ثم ادى بحث العديد من الشركات منذ أواخر الستينيات إلى إنشاء بطارية هيدريد النيكل والمعادن NIckel-Metal Hydride (NiMH) , وتم إطلاق بطاريات NiMH إلى السوق الاستهلاكية في عام 1989 ، حيث قدمت بديلًا أصغر وأرخص لخلايا النيكل -هيدروجين القابلة لإعادة الشحن ، ثم قامت شركة Asahi Chemical اليابانية بتصنيع أول بطارية ليثيوم أيون lithium-ion في عام 1985 ، وقدمت شركة سوني أول بطارية
ليثيوم أيون تجارية في عام 1991. وفي أواخر التسعينيات ، تم إنشاء غلاف ناعم ومرن لبطاريات الليثيوم وأدى إلى ظهور بطاريات الليثيوم بوليمر "LiPo".
المصادر · https://learn.sparkfun.com/tutorials/what-is-a-battery/all· https://learn.sparkfun.com/tutorials/battery-technologies· https://batteryuniversity.com/learn/article/when_was_the_battery_invented· https://www.youtube.com/watch?time_continue=227&v=-EB7NVA7rI4&feature=emb_title
سبحانك اللهم وبحمدك اشهد الا اله الا انت استغفرك واتوب اليك
تعليقات
إرسال تعليق