ആധുനിക സമൂഹം വൈദ്യുതിയുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ലഭിക്കാൻവൈദ്യുതോർജ്ജം, ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ, ജലവൈദ്യുതി, കാറ്റ് ശക്തി, സൗരോർജ്ജം, രാസ ഊർജ്ജം, ആണവോർജ്ജം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള വിവിധ ഊർജ്ജ രൂപങ്ങൾ മനുഷ്യർ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു, ഈ ഊർജ്ജത്തെ ഉപയോഗത്തിനായി വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നു. ഇവയിൽ, രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഉപകരണങ്ങളെ കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു (സാധാരണയായി ബാറ്ററികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു).
കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സുകളുടെ വികസനം 18-ആം നൂറ്റാണ്ടിൽ കണ്ടെത്താനാകും. 1786-ൽ ഇറ്റാലിയൻ ജീവശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഗർവാനി തവളയുടെ കാലുകളുടെ പേശികളുടെ സങ്കോചം ആദ്യമായി നിരീക്ഷിക്കുകയും തവള വിഘടന പരീക്ഷണം നടത്തുകയും അതിന് ബയോഇലക്ട്രിസിറ്റി എന്ന് നാമകരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. തുടർന്ന്, 1800-ൽ, മറ്റൊരു ഇറ്റാലിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ വോൾട്ട, ഗർവാനിയുടെ ഗവേഷണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു പുതിയ സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടുവച്ചു: വിവിധ ലോഹങ്ങളുടെ സമ്പർക്കം മൂലമുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതധാരയാണ് തവളകളുടെ കാലുകൾ വലിക്കുന്നത് എന്ന് അദ്ദേഹം വിശ്വസിച്ചു. ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, വോൾട്ട സിങ്ക്, കോപ്പർ ഷീറ്റുകൾ മാറിമാറി അടുക്കി, ഉപ്പുവെള്ളത്തിൽ കുതിർത്ത തുകൽ ഉപയോഗിച്ച് അവയെ വേർതിരിച്ചു, അങ്ങനെ ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ യഥാർത്ഥ രാസ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായ പ്രസിദ്ധമായ വോൾട്ടായിക് പൈൽ, ചിത്രം 1-3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 1836-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് കണ്ടുപിടുത്തക്കാരനായ ഡാനിയൽ വോൾട്ടയുടെ രൂപകൽപ്പന മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും കൂടുതൽ പ്രായോഗികമായ ഡാനിയൽ ബാറ്ററി വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. അതിനുശേഷം, ലെഡ്{10}}ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ, സിങ്ക്-മാംഗനീസ് ബാറ്ററികൾ, കാഡ്മിയം{14}}നിക്കൽ ബാറ്ററികൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള പുതിയ ബാറ്ററികളുടെ ഒരു പരമ്പര ഒന്നിനുപുറകെ ഒന്നായി ഉയർന്നുവരുന്ന ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗ വികസനത്തിൻ്റെ ഒരു കാലഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിച്ചു. 20-ാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കം മുതൽ, സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുരോഗതിക്കൊപ്പം, സിങ്ക്-സിൽവർ ബാറ്ററികൾ, ഇരുമ്പ്-നിക്കൽ ബാറ്ററികൾ, നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററികൾ, ലിഥിയം മെറ്റൽ ബാറ്ററികൾ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ, ഇന്ധന സെല്ലുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ നൂതന ബാറ്ററി ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ആധുനിക സമൂഹത്തിൻ്റെ വിവിധ മേഖലകളിൽ ഈ നവീകരണങ്ങൾ ഇപ്പോൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.
നിലവിൽ, വിപണിയിൽ നിരവധി തരം ബാറ്ററികൾ ഉണ്ട്, അവയുടെ വർഗ്ഗീകരണ രീതികൾ വ്യത്യസ്തമാണ്. ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ തരത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അവയെ പല വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: അസിഡിക് ജലീയ ലായനികൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നവയെ അസിഡിക് ബാറ്ററികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു; ആൽക്കലൈൻ ജലീയ ലായനി ഉപയോഗിക്കുന്നവയെ ആൽക്കലൈൻ ബാറ്ററികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു; ന്യൂട്രൽ ജലീയ ലായനി ഉപയോഗിക്കുന്നവയെ ന്യൂട്രൽ ബാറ്ററികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു; ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലായനികൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററികളെ ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലായനി ബാറ്ററികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. കൂടാതെ, സോളിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ബാറ്ററികൾ ഉണ്ട്; ഉരുകിയ ലവണങ്ങൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററികളെ ഉരുകിയ ഉപ്പ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ബാറ്ററികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
സാധാരണയായി, ബാറ്ററികളെ അവയുടെ പ്രവർത്തന സവിശേഷതകളും ഊർജ്ജ സംഭരണ സംവിധാനങ്ങളും അടിസ്ഥാനമാക്കി തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, സാധാരണയായി നാല് പ്രധാന വിഭാഗങ്ങളായി പെടുന്നു:
പ്രാഥമിക ബാറ്ററികൾ
(1) പ്രൈമറി ബാറ്ററികൾ, ഗാൽവാനിക് സെല്ലുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, റീചാർജ് ചെയ്ത് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്തതിന് ശേഷം അതിൻ്റെ പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിലേക്ക് പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയാത്ത ഒരു തരം ബാറ്ററിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം അത്തരം ബാറ്ററികൾ ഒരു തവണ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ. പ്രാഥമിക ബാറ്ററികൾ റീചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയാത്തതിൻ്റെ കാരണം-അതിൻ്റെ ആന്തരിക രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ അന്തർലീനമായി മാറ്റാനാകാത്തതാണ്, അല്ലെങ്കിൽ സൈദ്ധാന്തികമായി പഴയപടിയാക്കാവുന്നതാണെങ്കിലും, പ്രായോഗിക സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു റിവേഴ്സിബിൾ പ്രതികരണം കൈവരിക്കുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. സിങ്ക്{5}}മാംഗനീസ് ബാറ്ററികളും ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഡയോക്സൈഡ് ബാറ്ററികളും പ്രാഥമിക ബാറ്ററികളുടെ രണ്ട് സാധാരണ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്.
സെക്കൻഡറി ബാറ്ററികൾ
(2) സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന സെക്കൻഡറി ബാറ്ററികൾ, ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്തതിന് ശേഷം റീചാർജ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ അവയുടെ ആന്തരിക സജീവ സാമഗ്രികളെ അവയുടെ-പ്രീ ഡിസ്ചാർജ് അവസ്ഥയിലേക്ക് പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുന്ന ബാറ്ററികളാണ്, അങ്ങനെ ചാക്രിക ഉപയോഗം സാധ്യമാക്കുന്നു. ഈ ബാറ്ററികൾ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിലും വ്യാവസായിക ഉൽപാദനത്തിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രതിനിധി ദ്വിതീയ ബാറ്ററികളിൽ ലെഡ്{4}}ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ, നിക്കൽ{5}}മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററികൾ, ലിഥിയം{6}}അയൺ ബാറ്ററികൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികൾ
(3) സജീവമാക്കിയ ബാറ്ററികൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികൾ, സ്റ്റോറേജ് സമയത്ത് വേർതിരിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റും ഇലക്ട്രോഡും സജീവമായ വസ്തുക്കളോ അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് നിർജ്ജീവമായ അവസ്ഥയിലോ ആണ്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റോ മറ്റ് മാർഗങ്ങളോ കുത്തിവച്ച് സജീവമാക്കിയ ശേഷം, ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ മാത്രമേ അവ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങൂ. പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലുകൾ സംഭരണ സമയത്ത് സ്വയമേവ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യാത്തതിനാൽ, ഈ ബാറ്ററികൾ ദീർഘകാല-സംരക്ഷിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്. സിങ്ക്{5}}സിൽവർ ബാറ്ററികളും മഗ്നീഷ്യം{6}}കോപ്പർ ക്ലോറൈഡ് ബാറ്ററികളും രണ്ട് സാധാരണ സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികളാണ്.
ഇന്ധന സെല്ലുകൾ
(4) തുടർച്ചയായ ബാറ്ററികൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഇന്ധന സെല്ലുകൾക്ക് ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളായി വർത്തിക്കുന്ന നിഷ്ക്രിയ ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉണ്ട്. പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്ക് ആവശ്യമായ സജീവ വസ്തുക്കൾ ബാഹ്യമായി സംഭരിക്കുകയും പ്രവർത്തന സമയത്ത് ബാറ്ററിയിലേക്ക് തുടർച്ചയായി നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ തുടർച്ചയായ വൈദ്യുതി നൽകുന്നു. ഇന്ധന സെല്ലുകളിൽ പ്രധാനമായും പ്രോട്ടോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രൻ ഇന്ധന സെല്ലുകളും ആൽക്കലൈൻ ഇന്ധന സെല്ലുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു.
മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഊർജ്ജവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സുകൾ അവയുടെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ പരിവർത്തന ദക്ഷത, പ്രവർത്തന എളുപ്പം, ഉയർന്ന സുരക്ഷ, ലഘുവൽക്കരണത്തിൻ്റെ ലാളിത്യം, പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദം എന്നിവയ്ക്ക് പേരുകേട്ടതാണ്. ഈ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിലും വ്യാവസായിക ഉൽപാദനത്തിലും ബാറ്ററികളെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്നു. ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററികളുടെ വികസനം മൊത്തത്തിലുള്ള സാമൂഹിക പുരോഗതിയിൽ നിന്നും സാങ്കേതിക നവീകരണത്തിൽ നിന്നും വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്; അതോടൊപ്പം, ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം ഉൽപ്പാദനത്തിലും ശാസ്ത്രീയ മേഖലകളിലും കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണവും വികസനവും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു.
അതിനാൽ, ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററികളുടെ മേഖലയ്ക്ക് ഇനിയും വളരെക്കാലം വിപുലമായ വികസന സാധ്യതകളുണ്ട്.