البطارية

تُعتبر البطارية واحدة من أهم الوسائل المستخدمة لتوفير الطاقة للآلات والأجهزة، حيث تتكون من مجموعة من الخلايا الكهربائية التي تولد تيارات كهربائية. تم استخدام مصطلح “بطارية” للإشارة إلى مجموعة من الأجهزة الكهربائية التي اخترعها العالم بنيامين فرانكلين في عام 1748 م.

وكان أليساندرو فولتا هو الرائد في وصف البطاريات الكهروكيميائية والفولطائية في عام 1800 م. وعلى الرغم من أن البطاريات في تلك الفترة كانت تُستخدم في أغراض تجريبية، إلا أنه حدثت تطورات ملحوظة مع استخدام تيارات خليّة دانيال. وقد اخترع الصيدلي البريطاني جون فريدريك دانييل في عام 1836 أول مصدر موثوق للكهرباء على شكل بطارية.

أنواع البطاريات

البطاريات الكهربائية

تتكون البطارية الكهربائية من خليتين أو أكثر من الخلايا الكهروكيميائية، ويعمل مبدأها على تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى طاقة كهربائية. تحتوي هذه البطارية على خليتين: واحدة سالبة والأخرى موجبة، حيث تشكل الخلية الموجبة مصدر الإلكترونات عند توصيل البطارية بدائرة كهربائية خارجية. وعند توصيل البطارية بالدائرة، يصبح بإمكان الشوارد التحرك داخلها مثل الأيونات. تتوفر هذه البطاريات بأشكال وأحجام متنوعة لتلبية احتياجات الأجهزة الكهربائية المختلفة، وتنقسم إلى نوعين رئيسيين:

• بطاريات أولية: تُعتبر الأكثر شيوعاً في الأجهزة المحمولة، حيث تحتفظ بالطاقة لفترات طويلة، وتنعدم إمكانية إعادة شحنها بشكل آمن، نظراً لصعوبة عودة التفاعلات الكيميائية النشطة إلى حالتها الأصلية.
• بطاريات ثانوية: هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن، تُصنع باستخدام تكنولوجيا الكهرباء السائلة في حاويات غير محكمة الإغلاق، مما يستوجب حفظ البطارية في وضع مستقر وذو تهوية جيدة لضمان تصريف الهيدروجين والغازات التي قد تتولد أثناء عملية الشحن الزائد.

بطارية السيارة

تُعتبر بطارية السيارة من الأنواع القابلة لإعادة الشحن، حيث تزود الطاقة الكهربائية الضرورية لتشغيل السيارات، بما في ذلك المحرك، والأضواء، ونظام الإشعال. عادةً ما تُصنع بطاريات السيارات من مكونات تشمل الرصاص الحمضي، وثاني أكسيد الرصاص، وحامض الكبريتيك، والماء، وتتكون من ست خلايا غلفانية. يمكن إعادة تدوير بطاريات السيارات، مما يقلل الحاجة إلى الموارد اللازمة لصنع بطاريات جديدة، ويساهم في حماية البيئة من انتشار الرصاص السام في مواقع التخلص غير السليمة.

بطارية الليثيوم

تُختصر بطاريات الليثيوم بـ “LIB”، وهي تُستخدم بشكل واسع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة، وتعتبر بديلاً جيداً لبطاريات الرصاص الحمضي. بدايةً، استُخدمت هذه البطاريات في عربات الغولف والمركبات، وقد كان الفضل في اقتراح تصنيعها يعود إلى إم إس يتنغهام من جامعة بينغهامتون. شهدت هذه البطاريات العديد من التطورات، كان آخرها في عام 2014 م من قبل شركة آمبريوس، التي استخدمت أنود السليكون في عملية التصنيع.