Li-Ion

Exista în evolutia copiilor o perioada când acestia duc totul la gura, spre groaza si exasperarea parintilor, care se straduiesc sa-si creasca progeniturile în cel mai steril mediu cu putinta, fara microbi, bacterii, virusi si alte gânganii de soiul asta (noroc cu bunicii, niste întelepti, care au grija sa-si potoleasca odraslele, spunându-le ca „... las' ca n-are nimic, nu moare din asta, si tu faceai la fel...”).  Acest mod de a întelege lumea, de a percepe realitatea, a continuat, pentru unii dintre noi, prin felul în care verificam starea bateriilor de 4,5 volti, alea patrate, de culoare rosie. În functie de intensitatea întepaturilor de pe limba, puteam aprecia nivelul de descarcare a bateriilor. Mai erau cele cilindrice, care, uitate în diverse aparate, aveau prostul obicei de a curge, eliminând electrolitul, care distrugea totul, precum lanterne si aparate de radio, lasând pe mâini o substanta care, pentru copiii din acele vremuri, avea „gust de baterie”. Bateria, adica acest dispozitiv care transforma energia chimica în energie electrica, nu s-a schimbat radical de vreo 200 de ani. Pe la 1800, Alessandro Volta, profesor la Universitatea din Pavia, inventeaza „pila voltaica” (altii au inventat si alt fel de „pile”, dar asta e alta poveste...). Aceasta era compusa din electrozi din zinc si cupru, între care erau amplasate, pe post de electrolit, hârtii îmbibate cu solutie salina. Volta a trecut în nemurirea absoluta, numele sau fiind atribuit pentru unitatea de masura a tensiunii electrice. Aceeasi soarta nefericita au avut-o si André-Marie Ampère si James Watt, care au dat numele unitatilor de masura pentru intensitate si putere (ce-i drept, i-au ajutat si numele lor usor de pronuntat, ca ce ne faceam daca pe unul dintre ei l-ar fi chemat, de exemplu, Widmanstätten, cel cu structurile metalografice care îi poarta numele, stiu studentii de la inginerie mecanica si industriala la ce ma refer…). În 1955, inginerul canadian Lewis Urry (absolvent de inginerie chimica, în 1950, al Universitatii din Toronto) inventa bateria alcalina, cea din zilele noastre, în forme cilindrice si cu diferite marimi: AAA, AA, C, sub-C sau D. Denumirea provenea de la utilizarea unui metal alcalin, potasiul (de fapt hidroxid de potasiu) ca electrolit, electrozii fiind din zinc si dioxid de mangan. Pe lânga acele baterii ale trecutului, care se descarcau rapid si mai si curgeau, existenta noastra mai era populata si de acumulatoarele de la autoturisme, care erau cosmarul hibernal al fiecarui sofer ce nu era fericitul posesor al unui garaj unde „bateria” era cât-de-cât protejata. Aceste acumulatoare erau pe baza de plumb si acid, o inventie din 1859 a unui fizician francez, Gaston Planté. Era un adevarat sport national de iarna, o adevarata proba olimpica, transportarea bateriei în apartament, alimentarea acesteia la un redresor, dupa care urma, dimineata, amplasarea bateriei în locasul corespunzator din habitaclul motorului, conectarea legaturilor electrice, rostirea obligatorie a unei rugaciuni si rotirea cheii de motor. Daca nu pleca „din prima” erai pierdut… Lucrurile s-au schimbat total odata cu aparitia bateriilor reîncarcabile, a acumulatoarelor de tip Litiu-Ion (peste 70- din depozitele mondiale de minereu ce contin Litiu sunt în America de Sud: Chile-7,5 milioane tone, Bolivia-9 milioane tone si Argentina-2,6 milioane tone). Aceste acumulatoare sunt constituite, în varianta Li-Ion-polimer dintr-o celula (pila electrochimica) ce este fabricata dintr-un anod de carbon (electrod negativ) si un electrod pozitiv - catod, compus din oxid de litiu-cobalt, oxid de litiu-mangan, litiu-titanat sau fosfat de litiu-fier. Electrolitul este de obicei un polimer cu litiu, ce contine, în loc de solventul lichid, fie un gel, fie un electrolit polimeric cum ar fi oxid de polietilena, poliacrilonitril sau polimetil-metacrilat (cred ca este clar pentru toata lumea, da?). Cel care a intuit, primul, valentele litiului în cresterea performantelor acumulatoarelor a fost chimistul britanic Michael Stanley Whittingham, profesor la Universitatea Binghamton, parte din State University of New York, în timp ce lucra pentru Exxon în anii 1970. Apoi au urmat cercetarile desfasurate în 1979 de catre N. A. GodshallI, D. Raistrick, R. A. Huggins (Universitatea Stanford), B. Goodenough (Universitatea Oxford) si Koichi Mizushima (Universitatea Tokyo). În 1985 Akira Yoshino (Meijo University, Japonia) a asamblat o celula prototip folosind material carbonic în care ionii de litiu puteau fi introdusi ca un electrod, iar oxidul de litiu cobalt la celalalt, ceea ce a îmbunatatit siguranta în exploatare a acestor acumulatoare. Toata aceasta aventura stiintifica s-a încheiat, pentru moment, în 2019, atunci când premiul Nobel pentru chimie a fost acordat lui John Goodenough, Stanley Whittingham si Akira Yoshino „pentru dezvoltarea acumulatoarelor Litiu-Ion”, care sunt mai usoare, au o densitate de energie mai mare si au dimensiuni mai reduse. Oricum, vremurile s-au schimbat, nu mai este ca odata, când am tot transportat în casa acumulatoarele cu plumb, destul de grele, fapt care a produs o diminuare a circumferintei abdominale a unor conducatori auto, iar altora le-a deschis calea spre clinicile de ortopedie sau neurochirurgie, aplicându-se regula conform careia fiecare om are norocul sau! Prof. univ. dr. ing. Neculai Eugen Seghedin este cadru didactic si prorector responsabil cu activitatea didactica la Universitatea Tehnica "Gheorghe Asachi" din Iasi


Citește articolul complet pe Ziarul de Iasi

Alte știri din Ziarul de Iasi