แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่มากที่สุดคือเท่าใด?

พลังงานไฟฟ้าเป็นรูปแบบพลังงานที่ขาดไม่ได้ในการพัฒนาอารยธรรมสมัยใหม่ ดังนั้นแบตเตอรี่จึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นที่ขาดไม่ได้ในการผลิตและชีวิตของมนุษย์

แบตเตอรี่ในความหมายแคบหมายถึงอุปกรณ์ที่สามารถแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ แบตเตอรี่ที่ใช้ในชีวิตประจำวันของเราทั้งหมดอยู่ในคอลัมน์นี้ เช่น แบตเตอรี่แห้งที่พบมากที่สุด ได้แก่ แบตเตอรี่สังกะสีแมงกานีส นอกจากแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม แบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจน และแบตเตอรี่กรดอลูมิเนียมสำหรับรถยนต์ เป็นต้น

แบตเตอรี่ทั่วไปหมายถึง "อุปกรณ์ที่สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบอื่นและสามารถแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อีกครั้ง" ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในยานอวกาศบางลำเป็นอุปกรณ์ที่สามารถแปลงพลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ นอกจากนี้ สาระสำคัญของการก่อสร้างโรงไฟฟ้ากักเก็บแบบสูบในบางสาขายังถือได้ว่าเป็นรูปแบบทางเลือกของเซลล์ขนาดยักษ์อีกด้วย โรงไฟฟ้ากักเก็บแบบสูบที่เรียกว่าใช้ปั๊มน้ำไฟฟ้าสำรองเพื่อจัดเก็บ และปล่อยความต้องการสูงสุดและฤดูแล้งสำหรับการผลิตพลังงานน้ำกักเก็บ

แบตเตอรี่พลังงานเคมีทั่วไปเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบของการก่อตัวทางเคมี แบตเตอรี่นิวเคลียร์เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบของพลังงานนิวเคลียร์ และโรงไฟฟ้ากักเก็บแบบสูบจะเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปของพลังงานศักย์โน้มถ่วง พูดกว้างๆ ก็คือแบตเตอรี่โดยพื้นฐานแล้ว

เมื่อพูดถึงแบตเตอรี่ สิ่งหนึ่งที่สำคัญที่สุด: อายุการใช้งานแบตเตอรี่ เหตุผลที่ผู้คนคิดค้นแบตเตอรี่ไม่เพียงแต่เพื่อกักเก็บพลังงานเท่านั้น แต่ยังเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกที่ทุกเวลาอีกด้วย หากอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของแบตเตอรี่ลิเธียมสั้นมากและจะหมดพลังงานในไม่ช้าก็จะต้องไม่สะดวก ฉันเชื่อว่าเราทุกคนรู้เรื่องนี้ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ในปัจจุบันยังห่างไกลจากความต้องการของเรา โทรศัพท์มือถือขนาดเล็กใช้งานได้ยากหากไม่มีสถานีชาร์จ และรถยนต์พลังงานใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานประเภทนี้ก็ประสบปัญหาเช่นเดียวกัน การปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่กลายเป็นสิ่งจำเป็นเร่งด่วน

คุณรู้หรือไม่ว่าแบตเตอรี่ที่ทนทานที่สุดคืออะไร? คุณอาจนึกถึงแบตเตอรี่นิวเคลียร์ แต่ไม่ใช่ แบตเตอรี่นิวเคลียร์ที่ติดตั้งบนยานโวเอเจอร์ 2 มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 40 ปี แต่แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดไม่ใช่แบตเตอรี่นิวเคลียร์ แต่เป็นแบตเตอรี่เคมี

แบตเตอรี่พลังงานเคมีสามารถใช้งานได้เกิน 40 ปีหรือไม่? ใช่ สามารถทำได้ และมีช่องว่างขนาดใหญ่ แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดคือแบตเตอรี่นาฬิกา Oxford "แบตเตอรี่ออกซ์ฟอร์ดเบลล์" ประกอบด้วยชุดกองแห้งและระฆังคู่หนึ่ง กองแห้งสองกองถัดไปจะมีนาฬิกาและลูกบอลโลหะอยู่ระหว่างนาฬิกาทั้งสอง เมื่อระฆังของลูกบอลโลหะอยู่อีกด้านหนึ่งของแรงผลักประจุเดียวกัน เมื่ออีกด้านหนึ่งชนกับมัน การถ่ายโอนประจุจะเกิดขึ้น แรงผลักดันผลักลูกบอลออกไปอีกครั้ง และกระดิ่งจะดังขึ้นโดยขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟที่ต่อเนื่อง

แบตเตอรี่ Oxford bell เกิดขึ้นได้อย่างไร? วันหนึ่งในปี 1840 โรเบิร์ต วอล์คเกอร์ ศาสตราจารย์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ซื้ออุปกรณ์นี้จากผู้ผลิตเครื่องมือและวางไว้บนชั้นวางในโถงทางเดินของ Clarendon Laboratory ที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด

น่าแปลกที่สามปี ห้าปี และสิบปีให้หลัง เสียงกริ่งยังคงดังอยู่ และไฟก็ยังไม่หมด ผู้คนต่างสงสัยว่าระฆังจะหยุดเมื่อใด ผู้คนจึงรอมานานหลายปี ในที่สุด 180 ปีต่อมา เสียงระฆังของห้องทดลองคลาเรนดอนในทางเดินของมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ยังคงดังอยู่ และไม่มีทีท่าว่าจะอ่อนลง ไม่มีใครรู้ว่ามันจะดังนานแค่ไหน และเราอาจไม่สามารถรอจนกว่ามันจะหยุดได้ แล้วมีอะไรอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์แห้งทั้งสองเครื่องนี้ ที่จะรองรับเสียงกริ่งในรอบ 180 ปี?

โครงสร้างภายในของกองแบตเตอรี่แบบแห้งของ oxford bell ยังคงเป็นปริศนา ไม่มีใครรู้ เพราะมันโบราณมากและไม่มีใครคาดหวังว่ามันจะคงอยู่ได้นานขนาดนี้ ดังนั้นจึงไม่มีใครถามผู้ผลิตเครื่องมือเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของกองแห้ง ดังนั้นจึงไม่มีใครรู้โดยธรรมชาติ

ทำไมมันถึงยากขนาดนี้? ทำไมไม่เปิดกองแห้งโดยตรง? ใช่ ถ้าคุณเปิดมัน คุณจะเห็น แต่ "แบตเตอรี่นาฬิกาออกซ์ฟอร์ด" ถูกผนึกไว้ในกล่องกระจกสองชั้นสุญญากาศตั้งแต่ตอนที่ซื้อ ดังนั้นจึงแยกออกจากอากาศภายนอกได้อย่างสมบูรณ์ หากคุณเปิดมัน มันจะทำลายสภาพแวดล้อมดั้งเดิมของมัน ดังนั้นผู้คนก็จะรอต่อไป รอเวลาที่ในที่สุดมันก็หยุด แล้วพวกเขาก็จะเปิดมัน แต่ไม่มีใครรู้ว่าจะเปิดได้นานแค่ไหน มีการคาดเดามากมายเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่ระฆัง Oxford บางคนคิดว่าโครงสร้างภายในของกองแห้งนั้นคล้ายคลึงกับแบตเตอรี่สังกะสีแมงกานีสสมัยใหม่ โดยมีแมงกานีสไดออกไซด์เป็นขั้วบวก และซิงค์ซัลเฟตเป็นขั้วลบ แต่ทุกอย่างเป็นเพียงการเดา และคำตอบจะไม่ถูกเปิดเผยจนกว่าจะหยุด