Saintis cipta bateri kuasa 2,000 kali ganda

Anda menyaksikan cip pemprosesan hadir dengan versi baru setiap tahun yang lebih laju dan berkuasa tinggi malah berkos efektif memberi kesan kepada pelbagai peranti di dunia seperti komputer, telefon sehinggakan sistem pelayan sekalipun.

Namun evolusi bateri kurang popular berbanding evolusi cip pemprosesan sehinggakan kepentingan bateri seakan-akan dilupakan meskipun ia perkakasan penting bagi kebanyakan peranti mudah alih yang wujud di dunia sekarang.

Mengimbau sejarahnya, bateri menjadi ‘senjata’ penting yang turut diiktiraf antara teknologi tercanggih pada abad ke-19 apabila ia menjadi sumber utama kuasa elektrik bagi menggerakkan mesin seperti generator.

Sememangnya kemajuan produk elektrikal juga memperlihatkan teknologi bateri bergerak seiring evolusi yang ketika itu mempunyai teknologi seperti telegraf serta telefon memerlukan kuasa mengoperasikannya.

BENJAMIN Franklin mempopularkan istilah bateri.

Namun, adakah anda tahu teknologi bateri sudah ditemui sejak berkurun lamanya apabila sejenis bateri dinamakan Bateri Baghdad atau turut dikenali sebagai Bateri Parsi ditemui dalam salah satu artifak yang dijumpai pada zaman Mesopotamia.

Ketika itu, dinasti Iran melalui Parsi dan Sassanid menguasai Timur Tengah sebelum kedatangan AD.

Istilah AD yang digunakan dalam kalendar Gregorian adalah perkataan Latin iaitu ‘anno Domini’ yang bermaksud ‘Dalam Tahun Tuhan Kami’. Ada kalanya label CE (Common Era atau Christian Era) digunakan pada akhiran sesuatu tahun seperti 1960 AD atau CE.

Selepas beberapa kerja penggalian, arkeologi Jerman, Wilhelm Konig menemui satu balang di Kampung Khujut Rabu di Baghdad, Iraq pada 1938 yang mempunyai rekaan bulat panjang dengan batang logam lurus mengelilingi tembaga.

Sesetengah saintis berpendapat penemuan terbabit adalah sel galvanik yang berusia 2,000 tahun memberikan kuasa elektrik rendah untuk memberi kuasa kepada bahan tertentu.

Prosedur pembangunan bateri dikatakan meletakkan plat tembaga dengan diselaputi tembaga sulfat serta serbuk zink dan ditutup merkuri yang menghasilkan tindak balas kimia bagi positif serta negatif menghidupkan cas elektrik.

Pada 1749, Benjamin Franklin yang juga bapa penemuan Amerika Syarikat menggunakan istilah bateri untuk memberi perincian kepada kapasitor digunakan beliau dalam salah satu eksperimen elektriknya.

Bateri mengandungi beberapa komponen penting termasuk penyimpan kuasa, katod, pembahagi, anod, elektrod, elektrolit dan penyimpan.

Biasanya, penyimpan kuasa adalah bahagian luar yang diselaputi besi melindungi bahan menghasilkan katod iaitu sebahagian daripada tindak balas kimia hasil campuran mangan dioksida dan karbon.

Katod terhasil apabila elektrod yang melalui tindak balas kimia elektrokimia dikurangkan pada kadar tertentu.

Bahan tertentu yang memisahkan beberapa elektrod menjadi pemisah utama sebelum anod dimuatkan di bahagian tengah bateri yang mengandungi besi zink terhasil selepas elektrod dioksidakan.

Elektrod yang juga hasil tindak balas elektrokimia itu adalah proses yang sering berlaku dalam bateri bagi mengalirkan kuasa.

Kemudian, wujudnya teknologi elektrolit mengandungi potasium hidroksida dalam air yang juga menjadi perantara bagi ion bergerak dalam sel membawakan ionik sebagai kuasa.

Sebatang pin kecil pula menjadi laluan utama dalam penyimpan yang menyalurkan kuasa bateri terus ke peranti elektrik.

Tindak balas kimia terjadi apabila anda memasukkan bateri dalam peranti mudah alih untuk memulakan operasi sirkit.

Elektrolit mengoksidakan zink berkuasakan anod manakala mangan dioksida mencampurkan tindak balas dengan zink yang dioksidakan tadi bagi menghasilkan kuasa elektrik.

Penyimpan akan mengesan sirkit luaran sebelum menyalurkan kuasa elektrik ke peranti elektronik seperti telefon dan lampu suluh anda.

Terdapat dua jenis teknologi bateri iaitu sekali guna dan boleh cas.

Kebiasaannya, bateri sekali guna hanya boleh dipakai sekali saja dan perlu ditukar selepas ia kering termasuk alkalin, zink karbon, litium dan zink perak dan zink udara.

Bateri boleh dicas termasuk nikel hidrid (NiMH), nikel kadmium (NiCD), ion litium (Li Ion) dan Sealed Lead Acid (SLA).

Jika anda perasan, Li Ion adalah bateri yang sering digunakan dalam telefon pintar dan perkomputeran membekalkan kuasa mencukupi bagi tempoh tertentu.

Apabila bertambahnya peranti mudah alih seperti laptop, telefon pintar, pemain MP3 dan pelbagai peranti lain, ia secara tidak langsung memerlukan pertambahan bateri berkuasa tinggi.

Kalau dilihat pada permintaan telefon pintar misalnya, pengguna dan vendor sendiri mahu memasarkan produk yang memerlukan kuasa bateri lebih tinggi.

Daripada hanya 500mAh, pengguna kini pasti memerlukan tenaga yang sekurang-kurangnya memerlukan kuasa 2,500mAh.

Tetapi, anda kini mempunyai kuasa bateri telefon pintar bersaiz melebihi 5.3 inci dengan kapasiti melebihi 3,200mAh.

Ini bermakna, pembekal bateri perlu menyediakan reka bentuk yang bersesuaian untuk menyimpan ribuan tenaga dalam bateri.

Secara logiknya, lagi besar bateri terbabit, lebih besar kuasa yang ditawarkan, jadi permintaan telefon bersaiz besar sebenarnya menguntungkan syarikat pengeluar bateri apabila mereka mampu menawarkan lebih kuasa.

Cuma, masalahnya kini bergantung kepada saiz bateri yang perlu dinipiskan.

Baru-baru ini, penyelidik di Universiti Illinois mendakwa mereka berjaya membangunkan teknologi bateri jenis Li Ion yang mampu memberikan 2,000 kali kuasa berbanding mana-mana bateri Li Ion konvensional sekarang.

Evolusi melalui pembangunan super kapasitor dalam bateri dikatakan mampu menyediakan sejumlah tenaga yang banyak.

Penyelidik di universiti terbabit mendakwa kuasa bateri baru boleh menyalurkan kuasa 30 kali lebih pantas dan mampu dicas 1,000 kali lebih baik berbanding Li Ion biasa hanya selepas mengubah kaedah kuasa disalurkan dalam super kapasitor itu.

Teknologi baru memungkinkan penyelidik memasukkan stuktur katod dan anod baru yang menghasilkan bahan lebih baik berbanding kaedah lama.

Untuk merealisasikan hasrat ini, penyelidik membangunkan teknologi polistrin dalam abstrak gelas, nikel yang sudah dielektrodeposit kemudian menukar anod dan mangan dioksida dimampatkan bersama katod.


Evolusi bateri

1748 - Benjamin Franklin mempopularkan perkataan bateri untuk memperincikan plat gelas yang dicas.

1780 hingga 1786 - Luigi Galvani menunjukkan aliran elektrik dalam bateri.

1800 - Alessandro Volta mencipta Voltaic Pille yang juga kaedah pertama mengalirkan elektrik menggunakan zink dan tembaga.

1836 - Selepas Volta tidak berjaya menghasilkan kuasa yang lama menggunakan Voltaic Pille, John F Daniel mencipta sel Daniel yang memberikan sejumlah 1.1 voltan kuasa untuk mengoperasikan mesin seperti telegraf.

1839 - William Robert Grove mencipta sel minyak pertama yang membolehkan kuasa bateri menggunakan hidrogen dan oksigen.

1839 hingga 1842 - Beberapa pencipta cuba memperbaharui bateri yang menggunakan cecair elektrod untuk menghasilkan elektrik. Hanya ciptaan Bunsen (1842) dan Grove (1839) saja yang menampakkan kemajuan.

1859 - Pencipta Perancis, Gaston Plante membangunkan bateri yang boleh dicas semula. Bateri terbabit kini digunakan dalam kenderaan!

1866 - Sel Zink Karbon Leclanche dipatenkan oleh jurutera Perancis, Georges Leclanche yang digunakan dalam kenderaan.

1881 - JA Thiebaut mempatenkan bateri pertama yang memuatkan zink dan elektrod dalam satu port.

1899 - Waldmar Jungner mencipta bateri boleh cas nikel kadmium pertama.

1901 - Thomas Alva Edison (Pasti anda kenal!) mencipta bateri alkalin pertama.

1949 - Lew Urry memperbaharui bateri alkalin dengan campuran mangan dan bekerjasama dengan syarikat Eveready Battery Co.

1954 - Tiga individu, Gerald Pearson, Calvin Fuller dan Daryl Chapin berjaya mencipta sel solar untuk bateri.

1964 - Syarikat bateri popular, Duracell ditubuhkan.