ההיסטוריה של הסוללה - חלק שני
טיסנים חשמליים, מכוניות שלט רבות ומסוקים מנצלים בהצלחה את האנרגיה הצבורה בסוללות ליפו - LiPo ואחרות. בהמשך לסקירה הקודמת מובא חלקה השני, ההיסטוריה של הסוללה. לתגובות ושאלות אתם מוזמנים לפורום הטכנולוגי שלנו.
חשמל באמצעות מגנטיות
תגלית ייצור החשמל באמצעות מגנטיות הגיע מאוחר יחסית. בשנת 1820, הבחין אנדרה מארי אמפר - André-Marie Ampère (כן, על שמו אנו מודדים את סוללות הליפו ואחרות שלנו), כי חוטים הנושאים זרם חשמלי היו לעיתים נמשכים ולעתים דוחים זה את זה. בשנת 1831, מייקל פאראדיי (Michael Faraday) הדגים כיצד דיסק נחושת סיפק זרם עיקבי של חשמל כאשר הסתובב בתוך שדה מגנטי חזק. פאראדיי, בסיוע דייוי וצוות המחקר שלו, הצליחו לייצר כוח חשמלי רציף, כל זמן שהיתה תנועה של סליל הנחושת בשדה מגנטי. גילוי זה הוביל להמצאת הגנרטור החשמלי, והפיכת התהליך איפשרה את המצאת המנוע החשמלי. זמן קצר לאחר מכן, פותחו טרנספורמטורים (שנאים) שהמירו זרם חילופין (AC) לכל מתח רצוי.
לאחר שעיקרון הפעולה המגנטית הובהר, גנרטורים גדולים החלו לייצר זרם חשמלי באופן רציף וקבוע. בעקבות תגליות אלו איפשרו המנועים החשמליים את התנועה המכנית והנורה של אדיסון הופיעה וכבשה את החושך. לאחר שבשנת 1893 ג'ורג' ווסטינגהאוז (George Westinghouse) האיר את התערוכה העולמית של שיקגו, בעקבות ההצלחה של החשמל ווסטינגהאוז בנה שלושה גנרטורים גדולים כדי להמיר את האנרגיה של מפלי הניאגרה לחשמל. הטכנולוגיית של זרם חילופין תלת פאזי פותחה על ידי ניקולה טסלה אפשרה הולכה של הזרם חשמלי למרחקים גדולים. בעקבות כך, החשמל הפך לזמין לכל, מה שאפשר לאדם לשפר את איכות החיים.
השלב המשמעותי הבא בטכנולוגיה אירע בשנות התשעים המוקדמות של המאה העשרים עם המצאת שפופרת הואקום האלקטרונית, המצאה זו, אפשרה מתנד זרם, מגבר אות ומיתוג דיגיטלי, מה שהוביל לשידור רדיו בשנת 1920 ובשנת 1946 לבניית המחשב הדיגיטלי הראשון, ה-ENIAC. גילוי הטרנזיסטור בשנת 1947 סלל את הדרך למעגל משולב 10 שנים מאוחר יותר, והמיקרו פרוססור שינה לנצח את הדרך בה אנו חיים ועובדים.
האדם תלוי בחשמל, ככל שהדרישה לניידות עולה כך יותר ויותר אנשים צורכים מקורות אנרגיה ניידים ועד למעבר לטכנולוגיות המשולבות בבגד. בדומה לסוללות הראשונות שהיו מוזרות ולא אמינות, הדורות הבאים של הגנורטורים עשויים להציג את הטכנולוגיות הקיימות כיום כלא יותר מאשר ניסיונות מגושמים.
התפתחות הסוללה
המצאות בתחילת המאות ה-18 וה-19 מתועדות היטב ולממציאים ניתנה ההכרה. בנג'מין פרנקלין המציא את תנור פרנקלין, משקפיים דו מוקדיים ואת מוט הברק. הוא היה ממציא שאין לו אח ורע בהיסטוריה האמריקאית עד תומס אדיסון הופיע. אדיסון היה איש עסקים מוכשר, אשר יתכן כי ניכס לעצמו את ההכרה על המצאות שגילו אחרים. בניגוד לאמונה הרווחת, אדיסון לא המציא את הנורה, הוא שיפר רעיון בן 50 שנה באמצעות שימוש בחוט קטן, מפוחם אשר ניצת טוב יותר בוואקום. למרות שמספר אנשים עבדו על רעיון זה קודם לכן, אדיסון זכה בתגמול כספי על ידי הפיכת הרעיון למסחרי עבור הציבור. הפטיפון הוא עוד סיפור הצלחה נוסף עבורו אדיסון קיבל קרדיט.
מדינות זוקפות לעיתים את ההכרה בתגליות לאזרחיהם מבלי לתת את הדעת אם הם ראויים לכך. ניתן למצוא הענקת כבוד מסוג זה בעת ביקור במוזיאונים באירופה, ארה"ב ויפן. עבודת הפיתוח של המכונית, הרנטגן, טלפונים, שידור רדיו, טלוויזיות ומחשבים יכל היה להיעשות במקביל, מבלי שלאחרים תהייה התקדמות באותה עת, והממציא המקורי הראוי לעתים קרובות לא מזוהה בבירור. אי ודאויות דומות קיימות גם בתחום פיתוח הסוללות.
הטבלה הבאה מפרטת את אבני הדרך בציון הקרדיט לצוותי מחקר, ממציאים בודדים וארגונים.
שנה |
מהות הגילוי/פיתוח |
מדינה |
שם הממציא/ מגלה |
1600 |
ייסוד תחום מחקר חדש - אלקטרוכימיה |
בריטניה |
וויליאם גילברט - William Gilbert |
1791 |
גילוי "החשמל החיות" |
איטליה |
לואיג'י גלווני - Luigi Galvani |
1800 |
המצאת התא הוולאי- הסוללה המודרנית הראשונה המבוססת על אבץ, נחושת ותמיסת מלח. |
איטליה |
אלכסנדרו וולטה - Alessandro Volta |
1802 |
ייצור סוללה נטענת הראשונה בייצור המוני |
בריטניה |
ווילאם קריקסאנק - William Cruickshank |
1820 |
גילוי ייצור החשמל באמצעות מגנטיות |
צרפת |
אנדרה- מארי אמפר - André-Marie Ampère |
1833 |
פרסום חוק פארדי |
בריטניה |
מיכאל פארדי - Michael Faraday |
1836 |
המצאת הסוללה הנטענת |
בריטניה |
ג'ון פ. דניאל - John F. Daniell |
1839 |
המצאת תא הדלק (H2/O2) |
בריטניה |
וויליאם רוברט גרוב - William Robert Grove |
1859 |
המצאת סוללת עופרת חומצתית |
צרפת |
גסטון פלאנט - Gaston Planté |
1868 |
המצאת סוללת פחמן אבץ |
|
גורג'ס ליקלנצ'ה - Georges Leclanché |
1899 |
המצאת סוללת ניקל קדיום |
|
וואלדמר גונג'ר - Waldmar Jungner |
1901 |
המצאת סוללת ניקל ברזל |
ארה"ב |
תומס א. אדיסון - Thomas A. Edison |
1932 |
המצאת המוט המודבק |
גרמניה |
מיכאל שלכט וג'וזף אקרמן - Shlecht & Ackermann |
1947 |
איטום סוללת ניקל קדיום |
גרמניה |
ג'ורג ניומן - Georg Neumann |
1949 |
המצאת סוללת האלקליין, לסוללה יש אורך חיים כפול מסוללת אבץ פחם והיא הופכת לסוללת הסטנדרט במוצרים מתכלים- Eveready Battery |
שוודיה |
לאוו אורי - Lew Urry |
שנות ה-70 |
פיתוח שפורפרת סוללה עופרת חומצתית |
|
מאמץ קבוצתי |
1990 |
סוללת הניקל מטאל הידריד עוברת לשימוש מסחרי וגוברות על סוללות הניקל קדיום. |
|
מאמץ קבוצתי |
1991 |
סוללת הליתיום איון עוברת לשימוש מסחרי. |
יפן |
סוני |
1994 |
סוללת הליתיום פולימר עוברת לשימוש מסחרי. |
ארה"ב |
מעבדות בל |
1996 |
פיתוח קתודת ליתיום. |
קנדה |
חברת מולי אנרגיה |
1996 |
זיהוי ליתיום פוספט (LiFePO4). |
ארה"ב |
אוניברסיטת טקסס |
2002 |
שיפור ליתיום פוספט, שימוש בננוטכנולוגיה באופן מסחרי. |
רחבי העולם |
אוניברסיטת מונטריאול, קוויבק, המכון לטכנולוגיה במסצוסס ואחרים. |
מקור: ?When was the Battery Invented
תודה לאיסידור בוכמן מ־batteryuniversity.com על הרשות לתרגם
Thanks to Isidor Buchman from batteryuniversity.com for the permission to translate.