バッテリー技術の過去、現在、未来

Jul 31, 2023

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電気の初期の発見以来、電池は現代技術の根幹に進化し、現在も最先端の技術革新が生まれ続けています。 電池は世界の電化を可能にし、産業に革命を起こし、技術の可能性を解き放ちました。

しかし、それらは何で、どのように機能するのでしょうか? 歴史の中でそれらはどのように変化してきましたか? 彼らは将来どうなるでしょうか？ 見てみましょう。

簡単に言うと、私たちが知っている現代世界はバッテリーなしでは成り立ちません。 ペースメーカーなどの生命維持装置から携帯電話に至るまで、バッテリーは身の回りの多くのポータブル電子機器に電力を供給しています。

これらはここ数十年で電気自動車にも応用されており、再生可能エネルギー貯蔵システムの将来への「特効薬」としてもてはやされています。 それらは便利で持ち運び可能な電気エネルギー源を提供し、私たちが接続を維持し、効率的に働くことを可能にし、再生可能エネルギーで充電することでより持続可能な未来を可能にする可能性があります。

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その有用性は、電気エネルギーを貯蔵し、オンデマンドで供給する能力によってもたらされます。 これにより、安定した電力供給がない場所でもデバイスや機器を使用できるようになります。 さらに、バッテリーは孤立した地域での電力供給を可能にするため、オフグリッドでの使用には不可欠です。 これらは、病院、通信システム、非常用照明などの重要な施設に代替電源を提供するため、災害対応に不可欠です。

バッテリー技術の革新は、さまざまな産業の進歩を推進しています。 専門家は、エネルギー密度を高め、充電時間を短縮し、全体的な寿命を延ばすことで、バッテリーの性能を向上させるために常に努力しています。 この分野での進歩は、顧客向けの電子機器の改善、電気自動車の促進、電力網への再生可能エネルギー源の組み込みなど、多くの利点をもたらします。

18 世紀半ばに「真の」電池が発明される前は、実験者は電荷を蓄えるために「ライデン瓶」を使用していました。 これらの瓶は、電気化学セルとは異なり、電荷を物理的に保存し、一度にすべて放出するコンデンサーの初期バージョンでした。 充電の強度を高めるために、実験者は多くの瓶を接続しました。

そのような実験者の一人は、植民地時代のアメリカの発明家であるベンジャミン・フランクリンであり、彼は自分の装置を説明するために「電池」という用語を作った可能性があります。これは、一緒に機能する兵器を意味する軍事用語をもじったものです。

ただし、実際のバッテリー技術が融合し始めるまでにはさらに数年かかるでしょう。 18 世紀後半、ルイージ ガルバーニとアレッサンドロ ボルタは、一般に最初に認められた電池と考えられている「ボルタ電池」の実験を行いました。 これらは、亜鉛と銅のディスクの層と塩水に浸したボール紙の層を交互に重ねて作られ、連続的な電気の流れを生み出しました。 ボルタの発明は、電気エネルギーを貯蔵および供給で​​きるバッテリーの開発への道を切り開きました。

1800 年代初頭、ジョン フレデリック ダニエルは「ダニエル セル」と呼ばれる革新的な電池を開発しました。 このバッテリーは銅と亜鉛の電極を備えた別々の電解液を使用しており、内部抵抗が大幅に減少し、安定性が向上し、効率が向上しました。 これは電信ネットワークの信頼できる電源であることが証明され、長距離通信が可能になりました。

1859 年、ガストン プランテは電池の歴史において画期的な発明、現在ではどこにでも普及している鉛酸電池を発明しました。 世界初の充電式電池は、硫酸電解液に浸された鉛および二酸化鉛電極を利用していました。 この発明はエネルギー貯蔵において革命的であり、さまざまな分野で電池を広範囲に使用するための扉を開きました。 これらには、初期の電気自動車や定置型電力システムが含まれます。