Vài nét về lịch sử pin, pin sạc - lưu trữ điện

Nhu cầu năng lượng của xã hội đã định hướng cho sự phát triển công nghệ. Từ hơi nước đến điện, dầu khí đến nguyên tử, thế giới hiện đại luôn có nhu cầu về năng lượng. Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trên diện rộng về các thế hệ công nghệ năng lượng, khả năng chứa,  cô đọng và giữ năng lượng của pin dẫn đến nhiều ứng dụng hiện đại mà chúng ta dùng. Lịch sử và sự phát triển của pin bắt đầu khá xa hơn sự tưởng tượng của hầu hết mọi người. Và có thể một số cải tiến gần đây có thể ít được biết đến, pin ngày càng an toàn, bền và dùng được nhiều lần hơn bao giờ hết.

Vài nét về lịch sử pin, pin sạc - lưu trữ điện 
Bản vẽ về 3 bộ phận của pin Baghdad.

Thời kỳ đầu

Một số nhà lịch sử cho rằng những viên pin đầu tiên được phát minh hơn 2000 năm trước. Phát minh sớm nhất được khám phá ở Baghdad vào năm 1932, nhiều khả năng được dùng trong chế tác kim hoàn. Tiến bộ thực tế trong lưu dòng điện gần như không có cho đến tận cuối thế kỷ 18, khi Alessandro Volta (người được dùng tên để đặt cho đơn vị điện thế Volt) xếp các đĩa nhúng một hợp chất muối của Zinc và các lá đồng để tạo dòng điện. Đây là nền tảng cho công nghệ pin hiện đại.

Vài nét về lịch sử pin, pin sạc - lưu trữ điện
Mẫu pin hóa học đầu tiên của Voltaire.
 

Như chúng ta biết 

Cục pin ướt đầu tiên (dùng trong ô tô xe máy) và cục pin khô (như trong điều khiển từ xa của bạn) được phát minh vào nửa cuối thế kỷ 19, và vào năm 1900 cục pin cỡ D đã được dùng trong những chiếc đèn pin đầu tiên. Thật thú vị, pin sạc đã có gần 150 tuổi, và các pin dùng trong ô tô ngày nay sử dụng công nghệ không mấy thay đổi so với thiết kế nguyên bản acid chì. Tất nhiên, không ai muốn sử dụng pin ô tô cho chiếc iPod của mình, nên rất nhiều tiến bộ công nghệ đã tập trung vào việc làm cho pin lâu hơn và nhẹ hơn. Pin sạc đã trải qua ba cuộc cách mạng chính:

  • Nickel-Cadmium (NiCd): được thương mại hóa đầu tiên vào những năm 1960, chúng là bản đầu tiên của pin sạc khô. Không may, cadmium độc, và những cục pin này thường có hiệu ứng nhớ ("memory effect"). Ví dụ, nếu một cục pin NiCd được sạc lặp lại khi ở mức 50% dung lượng, nó sẽ "quên" là nó có sẵn 50%, và lượng sử dụng thực sẽ bị cắt đi một nửa.
  • Nickel-Metal Hydride (NiMH): Không độc và dùng được lâu hơn NiCd, pin NiMH còn có hiệu ứng nhớ rất nhỏ.
  • Lithium Ion (Li Ion): Pin LiIon nhẹ hơn, dùng lâu hơn và có thể sạc nhanh hơn các loại pin Nickel. Chúng cũng không bị hiệu ứng nhớ và chịu rủi ro từ môi trường. Các pin Lithium mới tiếp tục được cải tiến về công năng.

Khi việc sử dụng pin đã trải qua cả một cuộc cách mạng (rất nhiều người dùng chuyển sang pin sạc, pin phụ), sự phát triển đáng lưu ý nhất trong những năm gần đây là vào năm 1996. Hội nghị quốc tế thông qua chỉ thị loại bỏ thủy ngân trong hầu hết các loại pin. Điều này giảm nhiều tác động về môi trường từ hàng trăm triệu viên pin (và lượng thủy ngân trong chúng) đang tràn ngập trên đất hay bị đốt mỗi năm. Nghị quyết này cũng chỉ ra các bước để tái chế pin NiCd.

Hướng tới tương lai

Các nhà sản xuất pin tiếp tục cân đối giữa nhu cầu về pin tuổi thọ cao và trách nhiệm môi trường khi họ tìm cách cải tiến công năng của pin. Một điều chắc chắn là khi công nghệ và tài nguyên tiếp tục co nhỏ, nhu cầu về thiết bị di động, năng lượng tái sử dụng là con đường duy nhất để phát triển.

Nguồn: earth911.com