Inhoudsopgave
Inleiding
De geschiedenis van de batterij
Soorten batterijen
Productie van een batterij
Trefwoordenlijst
Logboek
Evalutaties
Bronnen
Inleiding
We gebruiken ze dagelijks: batterijen. Maar wie staat er weleens bij stil, dat het eigenlijk een behoorlijk bijzondere uitvinding is? Zonder batterijen zou onze wereld er heel anders uit zien. Veel uitvindingen zijn alleen maar mogelijk vanwege de batterij. Vooral in het tijdperk dat alles draagbaar moet zijn. In dit werkstuk laten we zien hoe de batterij is geworden wat het is, wat het eigenlijk precies is, en hoe ze gemaakt worden.
De geschiedenis van de batterij
De batterij heeft een lange geschiedenis. Langer dan vaak wordt gedacht. Tot voor kort werd gedacht dat rond 1800 het eerste idee van de batterij ontstond. Toch is er vrij recent een eeuwenoude voorloper van de batterij ontdekt.
Na de batterij uit Irak is er een tijd niets bekend over verdere ontwikkelingen. De batterij in Irak is ook uniek in zijn soort, dus waarschijnlijk werd er weinig onderzoek naar gedaan. Luigi Galvani was de eerste die onderzoek deed naar de elektrische ladingen van metalen. Hij was natuurwetenschapper en was veel bezig met experimenten met kikkerpootjes. Hij bestudeerde de spierfuncties van deze pootjes en waarop ze reactie gaven. Hij ontdekte dat de pootjes bij sommige metalen een sterke reactie gaven, en bij andere bijna niet. Zo legde hij het verband tussen het samentrekken van spieren en elektrische ladingen van metalen. Galvani leefde van 1737 tot 1798. Zijn naam wordt gebruikt woorden als ‘Galvanische zuil’ en zijn experimenten hebben ook Volta beïnvloedt, die van 1745 tot 1827 leefde.
Volta was een van de belangrijkste mensen voor de geschiedenis van de batterij. Zijn naam wordt nog gebruikt in het woord Volt. Hij beïnvloedde veel natuurwetenschappers in hun onderzoek naar elektriciteit. Zo ook George Leclanche, uit Frankrijk. Deze Leclanche is minder bekend dan Volta, maar even belangrijk in de geschiedenis van de batterij. Hij ontwikkelde namelijk de eerste carbon-zink batterij in 1860. Deze batterij bestaat uit zink, carbon (kool) en een pasta bestaande uit zout en een oplossing van ammonium chloride. Deze batterij wordt nog steeds gebruikt. De batterij werd al snel populair omdat het relatief makkelijk te maken was en de materialen niet duur waren. Ook had deze batterij toentertijd een hele lange levensduur. Inmiddels is de levensduur relatief kort, in verhouding tot nieuwere soorten batterijen. Toch is het nog steeds een populaire batterij vanwege de lage prijs. Nu heeft de batterij ook nadelen, die vroeger nog niet bekend waren. De batterij heeft last van lekgevaar, corrosie en is niet bestand tegen lage temperaturen. Toch was deze batterij de grootste vooruitgang in de geschiedenis van de batterij.
In 1860 werd er nog een batterij uitgevonden. Raymond Gaston Plante ontwikkelde de loodzuur batterij. Deze batterij sloeg minder aan omdat de capaciteit veel minder groot was. De batterij bestond uit twee dunne plaatjes van lood die gescheiden werden door rubberen vellen. Hij rolde alles op en zette het hele pakket in een zuur bad. De capaciteit was niet zo groot omdat de positieve plaat niet zo veel actief materiaal bij zich had voor een chemische reactie. Later, in 1881, werd de batterij verbeterd. Voor de positieve plaat werden er loodoxidanten gebruikt. Hierdoor was de plaat voor de batterij veel sneller en efficiënter te maken dan de plaat van Plante. Deze batterij is in de loop der jaren aangepast en veranderd tot de batterij die wij nu kennen als de loodzuur batterij. De loodzuur batterij had een aantal nadelen die voornamelijk kwamen door lekkage. Velen hebben geprobeerd om dat op te lossen. In 1960 ontwikkelde een Duitse onderzoeker de gel-loodzuur batterij. Dit was een hele verbetering
Johan Ritter had eerder die eeuw, in 1802, ook al onderzoek gedaan naar batterijen. Hij had al verschillende elementen bij elkaar gezet op zoek naar een goede batterij. Hij heeft toen als eerste de samenstelling van de oplaadbare batterij ontdekt. Helaas was deze ontdekking niet erg bijzonder want hij had er niets aan. Pas aan het eind van de negentiende eeuw werden de eerste dynamo’s, op stoom, uitgevonden. Hij had dan wel een oplaadbare batterij uitgevonden, maar ze konden niet opgeladen worden.
Toen kwamen Waldemar Junger en Thomas Alfa Edison met een nieuwe batterij. In 1901 kregen zij het patent op de Nikkelcadmium batterij. Deze batterij bevat, zoals de naam al zegt, nikkel en ijzer. Deze batterij wordt ook nog steeds gebruikt, hoewel ook deze veranderd is door de toenemende vraag op het gebied van capaciteit en levensduur.
Toen kwam de alkaline batterij. Door de tweede wereld oorlog werd er veel onderzoek gedaan naar batterijen die veel energie konden leveren. De Alkaline batterij voldeed aan allebei de eisen. De Verenigde Staten probeerde een bruinsteen/zinkcel met alkalische elektocyten te bouwen. Deze batterij bestond dus hoofdzakelijk uit mangaan, ook bruinsteen genoemd en zink. Dit lukte en de batterij was oorspronkelijk bedoeld voor militair gebruik. Later, in 1950, verbeterde Samuel Ruben de batterij. Hij zorgde dat de alkaline optimaler gebruikt werd en duurzamer werd. Ook maakte hij hem kleiner, en de alkaline batterij van nu is weinig tot niets veranderd van de batterij die Samuel Ruben toen maakte.
Soorten batterijen
Je kunt batterijen indelen naar formaat, chemische samenstelling en soort. Met die laatste soort indeling bedoelen we oplaadbaar of niet-oplaadbaar. De oplaadbare batterij wordt ook wel accu, de niet-oplaadbare ook wel wegwerpbatterij genoemd. Beide typen worden veel gebruikt. Een wegwerpbatterij is bedoeld om eenmalig te gebruiken, tot de chemische potentiële energie die erin is opgeslagen is verbruikt. Dergelijke batterijen worden met name gebruikt in kleine draagbare apparaten die weinig energie verbruiken (bijvoorbeeld: afstandsbedieningen, horloges. Oplaadbare batterijen daarentegen worden voortdurend hergebruikt. Ze worden opgeladen door er een externe stroombron op aan te sluiten, waardoor de chemische processen in de batterij zich in omgekeerde richting voltrekken. De externe stroombron wordt een batterijlader of kortweg lader genoemd. De technologie van oplaadbare batterijen heeft de laatste decennia een enorme ontwikkeling doorgemaakt en mede daardoor zijn laptops en mobiele telefoons mogelijk geworden. Voor deze toepassingen worden batterijen gebruikt met droge cellen, die geheel zijn afgesloten. Het oudste type oplaadbare batterij dat nog steeds gebruikt wordt is de lood-zuur batterij (lood-accu). Dit type batterij heeft als opmerkelijke eigenschap dat het vloeistoffen bevat in niet-afgesloten containers, zodat de batterij te allen tijde rechtop moet staan. De ruimte waarin hij zich bevindt moet goed geventileerd worden, vanwege de explosieve combinatie van zuurstofgas en waterstofgas die vrijkomt als de batterij wordt overladen. De lood-zuur batterij is ook relatief zwaar in verhouding tot de hoeveelheid energie die het kan leveren. Desondanks wordt dit type batterij veel gebruikt, met name vanwege de lage productiekosten en de grote elektrische stoom die het kan leveren. Een duurder type lood-zuur batterij, de gel-batterij, bevat elektrolyt die is geïmmobiliseerd in de vorm van gel.
Het werkstuk gaat verder na deze boodschap.
Verder lezen
REACTIES
1 seconde geleden