A galvánelemektől napjaink akkumulátoraiig

Luigi Galvani felfedezése 1780-ban egy tanítványa figyelte meg, hogy amikor Galvani békát preparált, a kés érintésére a békacomb összerándult, ha a gerincvelőhöz egy másik fémmel értek hozzá. A vaslemezen fekvő békatetem akkor is összerándult, ha a rajta átszúrt rézkampót a vashoz érintette, a jelenség mindig bekövetkezett, ha két, egymással érintkező fémmel érintette a gerincvelőt és a combizomzatot. Galvani azt hitte, felfedezte az állati elektromosságot. Ez a felfedezés szolgált a későbbi galvánelemek alapelvéül.

Volta-oszlop A Volta-oszlop váltakozva egymásra helyezett réz- és cinklemezekből állt. A fémlemezeket kartonlapok választották el egymástól, és az egészet savas oldatba merítették. Az oldat olyan kémiai reakciót indított el, amely elektromosságot hozott létre.

Leclanché-elem A primer elemek legáltalánosabban használt fajtája a cink-karbon szárazelem; ennek feltalálója Georges Leclanché ( ) francia mérnök volt az 1860-as években. A szárazelem fémburkolata alatt egy cinkhenger van, ez az anód. A katód egy szén- vagy grafitrúd a cinkhengeren belül. A katód az elem tetején lévő fémsapkához kapcsolódik. A szénrúd és a cinkhenger közötti térben ammónium-kloridot és cink- kloridot tartalmazó töltet van. Üresjárati feszültsége: 1,5 Volt. Az alkáli elemek a cink-karbon cellák továbbfejlesztett változatát jelentik. Jelentőségük, hogy 6-7-szer tartósabbak azonos méretű elődjeiknél.

Alkáli elemek Tulajdonságok Feszültség: 1,5 volt (cellánként) Anód: cink (Zn) por Katód: mangán-dioxid (MnO 2 ) Elektrolit: kálium-hidroxid oldat valamilyen gélszerű formában. Előnye: A Lechlanché-elemeknél kisebb a belső ellenállása. Felépítés: 1 Nikkel-bevonatú acél 2 Pozitív csúcs 3 Külső borítás 4 Elválasztó 5 Elektrolit 6 Katód 7 Anód 8 Anód kollektor 9 Tömítés

Gombelemek Anód: Zn vagy Li Katód: MgO, CuO, HgO Feszültség: Zn anód esetén 1- 1,5 volt, Li anód esetén 3 volt Előny: kis méret, hosszú élettartam

A Ni-Cd akkumulátor Tulajdonságok Feszültség: 1,2 volt (cellánként) Elektrolit: kálilúg (KOH) vizes oldata Anód: kadmium Katód: nikkel-vegyület Előny: hosszú élettartam, gyors töltés Hátrány: erősen mérgező

A Ni-MH akkumulátor Tulajdonságok Feszültség: 1,35 volt (cellánként) Elektrolit: kálium-hidroxid Anód: Különböző fémek ötvözete pl. vanádium, cirkónium, króm, nikkel, kobalt, titán, vas Katód: Nikkel-oxid-hidroxid

A Li-ion akkumulátor Anód: szénvegyület, grafit Katód: lítium-oxid (LiO 2 ) Elektrolit: LiPF 6, vagy újabban a kevésbé korrodáló LiBF 4, általában folyékony, szerves oldat formájában. Nevüket onnan kapták, hogy a töltés tárolásáról lítium-ionok gondoskodnak, amelyek feltöltéskor a negatív, szén alapú elektródához, kisütéskor pedig a pozitív fémoxid elektródához vándorolnak. Az anódot és a katódot szerves elektrolit választja el egymástól.

A Li-polimer akkumulátorok A Li-ion akkuk utódja, hatalmas előnye, hogy nem vagy csak nagyon kis mennyiségben tartalmaz folyékony elektrolitot, helyette speciális szilárd polimer választja el az anódot és a katódot. Ez nagyon vékony és nagyon rugalmas cellákat eredményezhet, mivel nem kell vastag falú burkolattal védekezni a folyadék kifolyása ellen. Az is elképzelhető, hogy egy szabadon hajtogatható lapocska lesz a jövő akkumulátora, amit ízlés szerint betömködhetünk a rendelkezésre álló nyílásba. Cserébe várhatóan még rövidebb élettartammal és még hosszasabb feltöltési időkkel kell számolnunk.

Készítette: Sinka Dániel 9.D