البطارية
تعتبر البطارية أحد المصادر الأساسية المستخدمة لتوفير الطاقة للآلات والأجهزة لتمكينها من العمل. تتكون البطارية من مجموعة من الخلايا الكهربائية التي تولد تيارات كهربائية. تم استخدام مصطلح بطارية لوصف مجموعة من الأجهزة الكهربائية التي ابتكرها العالم بنيامين فرانكلين عام 1748 ميلادي.
أول من قام بوصف البطاريات الكهركيميائية والفولتيّة كان العالم أليساندرو فولتا في عام 1800 ميلادي. على الرغم من القيمة الكبيرة التي كانت تتمتع بها البطاريات في تلك الفترة لأغراض تجريبية، إلا أنه تم إعادة تعريفها بمساعدة خلايا دانيال. وفي عام 1836، اخترع الصيدلي البريطاني جون فريدريك دانييل أول مصدر علمي للكهرباء على شكل بطارية.
أنواع البطاريات
البطاريات الكهربائية
تعتبر البطارية الكهربائية جهازًا يتألف من اثنين أو أكثر من الخلايا الكهروكيميائية، حيث يعتمد مبدأ عملها على تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى طاقة كهربائية. تحتوي هذه البطارية على خليتين، إحداهما سالبة والأخرى موجبة، حيث تُعتبر الخلية الموجبة مصدر الإلكترونات عند توصيلها بالدائرة الخارجية. وعند الاتصال بالدائرة الكهربائية، تتمكن الشوارد من التحرك داخل البطارية كالأيونات. تتوفر هذه البطاريات بأشكال وأحجام متعددة لتلائم مختلف الأجهزة الكهربائية، وتنقسم إلى نوعين رئيسيين:
- بطاريات أوليّة: تشتهر باستخدامها في الأجهزة المحمولة، حيث تحتفظ بالطاقة لفترات طويلة، ويمكن إعادة شحنها بشكل آمن؛ وذلك لأن التفاعلات الكيميائية النشطة صعبة العودة إلى شكلها الأصلي.
- بطاريات ثانوية: تتميز بإمكانية إعادة شحنها مجددًا، وتُنتج باستخدام تكنولوجيا الكهرباء السائلة داخل وعاء غير محكم الإغلاق، مما يتطلب الاحتفاظ بها في وضع مستقيم وفي مكان جيد التهوية لضمان التوزيع الآمن للهيدروجين والغازات الناتجة خلال عملية الشحن الزائد.
بطارية السيارة
تعتبر بطارية السيارة من الأنواع القابلة للشحن، حيث تزود السيارات بالطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل المحرك، الأضواء، ونظام الإشعال. عادةً ما تصنع من مكونات تشمل الرصاص الحمضي، وثاني أكسيد الرصاص، وحامض الكبريتيك، والماء. تتضمن البطارية ست خُلايَا غلفانية، ويمكن إعادة تدوير بطاريات السيارات، مما يقلل من الحاجة إلى موارد جديدة لصناعة بطاريات حديثة ويحمي أيضًا من انتشار الرصاص السام في مكبات النفايات.
بطارية الليثيوم
تُعرف بطاريات الليثيوم اختصارًا بـ LIB، وهي مستخدمة بشكل واسع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة، حيث تعتبر بديلًا فعالًا لبطاريات الرصاص الحمضي. تم استخدام بطاريات الليثيوم في بدايتها في عربات الغولف والمركبات، ويُعزى الفضل في اقتراح صناعتها إلى العالِم إم إس يتنجام من جامعة بينغهامتون. وقد شهدت بطاريات الليثيوم العديد من التعديلات حيث تمت آخرها في عام 2014 ميلادي بواسطة شركة آمبريوس، التي استحدَثت أنود السليكون خلال عملية التصنيع.
