دور البطاريات - في الطاقة والبيئة

سواء أدركنا ذلك أم لا ، تلعب البطاريات دورًا حيويًا في حياتنا اليومية.من تشغيل سياراتنا إلى ضمان بقاء ما يكفي من العصير في هواتفنا المحمولة لإبقائنا على اتصال مع بقية العالم ، غالبًا ما تكون اختراعًا نأخذه كأمر مسلم به ونقلل من قوتهم.

تاريخ البطارية

بالطبع ، كانت البطارية موجودة منذ قرون ، وعلى الرغم من أنها ليست اختراعًا جديدًا ، فقد قطعت البطارية الحديثة شوطًا طويلاً منذ أن اخترع العالم أليساندرو فولتا أول بطارية 'حقيقية ' في عام 1800.أطلق على هذا النوع الأول من البطاريات اسم كومة فولتية تستخدم أقراص النحاس والزنك لتوليد تيار ثابت ومستقر من الكهرباء.

على مدار القرن التالي ، عمل العديد من العلماء على تحسين فعالية البطاريات وعمر بطاريتها ، بحيث تنبعث منها المزيد من التيار الكهربائي وتستمر لفترة أطول.وشمل ذلك اختراع خلية بطارية الرصاص الحمضية بواسطة جاستون بلانتي في عام 1859 ، والتي كانت أول بطارية قابلة لإعادة الشحن.

حتى هذه المرحلة ، كان عمر البطارية محدودًا وبمجرد أن يتم استنفاد جميع التفاعلات الكيميائية داخل البطاريات ، سيتم تفريغها بشكل دائم.ومع ذلك ، مع بطارية الرصاص الحمضية ، كان من الممكن إعادة شحن عمر البطارية باستخدام تيار عكسي تم استخدامه لأول مرة لتشغيل الأضواء في عربات القطار في أواخر القرن التاسع عشر.

ومع ذلك ، فقد كان اختراع أول خلية جافة تستخدم الزنك والكربون لتوليد الكهرباء هو الذي غير حقًا استخدام البطاريات وأدى إلى اختراع مصباح يدوي محمول.لا تزال بطاريات الزنك والكربون تُصنع حتى اليوم ، على الرغم من أنها في شكل أكثر تعقيدًا.

تبع ذلك اختراع البطاريات القلوية في أوائل القرن العشرين ، والتي تم تطويرها في الخمسينيات لتكون أكثر فاعلية وذات عمر أطول.بالإضافة إلى ذلك ، خلال النصف الأخير من القرن العشرين ، ظهرت بطاريات الليثيوم التي نعرفها اليوم أيضًا في المقدمة ، حيث وصلت إلى السوق الشامل في السبعينيات.لكن تطوير بطارية ليثيوم بوليمر التي تُستخدم بشكل شائع في الأجهزة الكهربائية المحمولة أعطت مزيدًا من المرونة والمرونة في كيفية ومكان استخدام البطاريات.

عمر بطارية حديث

مع استمرار التطوير المستمر لضمان عمر أكبر للبطارية وكفاءة وتعدد استخدامات ، تم شحذ البطارية الحديثة وضغطها لتلائم جميع أنواع المعدات الكهربائية في حياتنا.من البطاريات الصغيرة المستخدمة في الساعات وأجهزة السمع وأجهزة التحكم عن بعد إلى بطاريات الهاتف المحمول ذات الخطوط الرفيعة والبطاريات الأكبر لتشغيل السيارات والآلات ، فإن دور البطارية موجود في كل مكان.

أحد أهم جوانب البطاريات في الحياة الحديثة هو قابليتها للنقل.أثناء استخدام الكهرباء الرئيسية في منزلك لتشغيل المصابيح الكهربائية وأنظمة التدفئة المركزية والأجهزة الإلكترونية أمر سهل ومريح ، فلا يمكنك دائمًا الوصول إليه ، حيث تتفوق البطارية لأنها توفر مصدر طاقة متحرك.

لماذا يجب أن تهتم ببطارياتك

في حين أن خلية البطارية المليئة بالمواد الكيميائية قد يعتبرها الكثير منا أمرًا مفروغًا منه ، إلا أنه لا ينبغي أن يكون كذلك.إذا كنت تعتني بالبطاريات الخاصة بك ، سواء كانت في سيارتك أو الكمبيوتر المحمول أو الهاتف المحمول أو جزازة العشب ، فيمكن أن يساعد ذلك في إطالة عمرها ، مما يعني أنك تحصل على المزيد منها على المدى الطويل.

أولاً ، من المهم الحفاظ على البطارية عند درجة الحرارة المناسبة للحصول على الأداء الأمثل.تجنب تعريضها لدرجات حرارة شديدة حيث يمكن أن يتسبب ذلك في تلف البطارية ، لذلك من الجيد التأكد من تخزينها وشحنها (عند الاقتضاء) في درجة حرارة الغرفة - بين 20 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية.سيساعد ذلك في الحفاظ على عمر البطارية لفترة أطول ، مما يجعلها أكثر كفاءة ويعني أنك لن تحتاج إلى استبدال البطاريات كثيرًا.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا أهمية إعادة شحن البطاريات الخاصة بك.مع بعض أنواع البطاريات مثل بطاريات الليثيوم المستخدمة في الهواتف المحمولة ، من الجيد عدم شحنها باستمرار بكامل طاقتها.قد تعتقد أن هذه هي أفضل طريقة للتأكد من أن لديك دائمًا عمر بطارية على أجهزتك الكهربائية ، ولكن في الواقع ، أظهر بحث جديد أن الحفاظ على النسبة المئوية للبطارية بين 40-80٪ سيعمل على إطالة عمرها بشكل أفضل من الاحتفاظ بها دائمًا. 100٪.من الممارسات الجيدة أيضًا تجنب السماح دائمًا للبطارية بالتفريغ الكامل ثم إعادة شحنها إلى 100٪ ، أو تركها بدون شحن لفترات طويلة من الوقت.وذلك لأن الإلكترونات في الداخل تحتاج إلى حركة منتظمة ، وبالتالي فإن الشحنات المتقطعة التي تصل إلى 80٪ تعمل بشكل أفضل من الشحن الكامل.

تعمل هذه النظرية بشكل جيد مع الأجهزة الكهربائية التي تستخدم عادة بطاريات الليثيوم ، ولكن عندما يتعلق الأمر بالبطاريات مثل تلك الموجودة في السيارات والآلات ، فقد تتطلب نهجًا مختلفًا قليلاً.تستخدم معظم المركبات بطاريات الخلايا الحمضية القابلة لإعادة الشحن والتي يتم شحنها عندما تكون السيارة قيد الاستخدام.ومع ذلك ، بدون الصيانة الصحيحة لبطاريات السيارات يمكن أن تفقد عمر البطارية بشكل أسرع.لضمان حصولك على المزيد من عمر بطارية سيارتك ، يجب عليك التأكد من عدم انخفاض الجهد عن 12.4 فولت وعدم تعرضه للحرارة الشديدة أو البرودة.كما أن ضمان نظافة أطراف البطارية وصيانتها جيدًا سيساعدها على توصيل الكهرباء بشكل أفضل ، مما يجعل البطارية أكثر كفاءة.

لها تأثير إيجابي على البيئة

سيكون للعناية الأفضل ببطارياتنا واستخدامها بشكل صحيح تأثير أكبر على البيئة.في السنوات الأخيرة ، كان هناك المزيد والمزيد من التركيز علينا لنكون أكثر مسؤولية وإدراكًا لبصماتنا الكربونية ؛والبطاريات طريقة رائعة للقيام بذلك.

كنتيجة مباشرة لتحسين صيانة البطارية ، يمكنك التأثير على بصمتك الكربونية بعدة طرق مختلفة.أولاً ، إذا كنت تقلل عدد المرات التي تشحن فيها بطاريتك إلى السعة الكاملة ، فسيعمل هذا بدوره على تقليل استهلاكك للطاقة.لشحن بطارية من 0٪ إلى 100٪ في كل مرة ، سوف تستهلك كمية من الكهرباء أكبر بكثير مما لو قمت بشحنها قليلاً وفي كثير من الأحيان.على الرغم من أن هذا قد يبدو استخدامًا كهربائيًا صغيرًا إلى حد ما عندما تنظر إليه مرة واحدة ، إلا أنه بمرور الوقت يمكن أن يصل هذا التوفير الصغير إلى مبلغ كبير قريبًا.

ثانيًا ، مع وجود البطاريات التي تدوم لفترة أطول ، ستكون هناك حاجة أقل لاستبدالها كثيرًا مما يوفر توفيرًا مباشرًا في التكلفة.ولكن هذا يعني أيضًا تقليل البطاريات القديمة المتداولة والتي تتطلب التخلص السليم والآمن نظرًا للمكونات الكيميائية التي تحتوي عليها.

الطاقة المتجددة باستخدام البطاريات

ومع ذلك ، لا تُستخدم البطاريات فقط لتشغيل أجهزتنا ومعداتنا اليومية.يمكن استخدامها أيضًا مع مصادر الطاقة المتجددة.يمكن استخدام أنواع خاصة من بطاريات الطاقة المتجددة والشمسية لتخزين الطاقة المتجددة الزائدة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح التي يمكن أن توفر شكلاً أكثر ملاءمة للبيئة ومستدامًا من إمدادات الطاقة.

ما عليك سوى إلقاء نظرة على شارع عادي في المملكة المتحدة لترى المنازل التي تقوم بتركيب الألواح الشمسية على السطح أو أجزاء من الريف البريطاني تنتشر فيها توربينات الرياح لترى أن البحث عن الطاقة المستدامة والمتجددة يجري على قدم وساق.ولكن من أجل جعل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أكثر فعالية وقابلية للتطبيق كبديل لإمدادات الكهرباء التي تعمل بالغاز والنووي والفحم ، هناك حاجة لإيجاد مخزن مناسب للطاقة التي يتم إنتاجها ولكن لا يتم استخدامها على الفور ، وهو حيث تلعب البطاريات دورًا محوريًا.

إنها تتيح لموردي الطاقة المتجددة القدرة على توفير وتخزين الطاقة التي تنتجها مولدات الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، والتي يمكن أن تسهل إمداد الطاقة المستمر - حتى في الأيام الملبدة بالغيوم أو الرياح حيث لا تعمل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح بكامل طاقتها سعة.

هناك بالفعل العديد من البلدان ، أبرزها ألمانيا والولايات المتحدة ، التي تطبق أنظمة البطاريات وأنظمة تخزين الطاقة الأخرى في محاولة للحد من آثار توليد الطاقة الكهربائية على تغير المناخ.وعلى الرغم من أن المملكة المتحدة ليست حاليًا في المجموعة الأولى للتطوير في مجال تخزين الطاقة المتجددة ، إلا أن هناك تغييرات جارية يمكن أن تغير المشهد في صناعة الكهرباء باستخدام البطاريات لتخزين الطاقة.على مدار الاثني عشر شهرًا الماضية وحدها ، كانت هناك زيادة في استثمار موردي الطاقة المتجددة في أنظمة تخزين الطاقة التي ستعمل جميعها على إنشاء مصدر طاقة أكثر صداقة للبيئة ، مما يجعل البطاريات مكونًا أكثر أهمية في العالم الحديث.

البطاريات هي المستقبل

في ضوء ذلك ، يبدو أن دور البطارية في حياتنا اليومية سيتزايد إلى ما هو أبعد من مجرد تزويد بطاريات السيارات والهواتف المحمولة والمشاعل بالطاقة.من المحتمل أن يصبح استخدام البطاريات أكثر انتشارًا في المستقبل ، لأنها توفر طريقة ميسورة التكلفة ومستدامة وصديقة للبيئة لتخزين وتزويد الطاقة الكهربائية لمجموعة واسعة من الأجهزة.علاوة على ذلك ، مع عالم تكنولوجيا البطاريات المتطور باستمرار ، ستصبح حتماً أكثر كفاءة وفعالية كمصادر طاقة أيضًا.