Pamětníci si jistě vzpomenou na éru nikl-kadmiových akumulátorů, jež se úspěšně prosazovaly zejména v minulém století. Ačkoli mají některé vlastnosti, kterými předčí i dnešní akumulátory na bázi lithia, dnes je již na českém trhu nepořídíte.
První Ni-Cd baterii vytvořil v roce 1899 Švéd Waldemar Jungner. V té době byl jediným přímým konkurentem olověný akumulátor, který byl fyzikálně i chemicky méně spolehlivý. Díky drobným vylepšením prvních prototypů se podařilo rychle zvýšit energetickou hustotu, jež výrazně převyšovala hustotu energie olověných akumulátorů.
Nadějný začátek, toxický konec
Jungner později experimentoval s nahrazováním kadmia železem v různém množství, nicméně výsledky nebyly uspokojivé. Jeho práce byla v té době ve Spojených státech do značné míry neznámá, takže si Thomas Alva Edison v roce 1902 nechal patentovat nikl- nebo kobalt-kadmiovou baterii. Jungner pak v roce 1906 založil poblíž švédského Oskarshamnu továrnu na výrobu Ni-Cd akumulátorů.
V roce 1932 byly aktivní materiály uloženy v porézní poniklované elektrodě a o patnáct let později byly zahájeny práce na uzavřené nikl-kadmiové baterii. Jejich výroba ve Spojených státech začala v roce 1946. Do té doby byly baterie „kapesního typu“ konstruované z poniklovaných ocelových kapes obsahujících niklové a kadmiové aktivní materiály.
V průběhu druhé poloviny dvacátého století umožnil pokrok ve výrobních technologiích levnější výrobu a obliba zařízení napájených bateriemi obecně vzrostla. V roce 2000 se ročně vyrobilo přibližně 1,5 miliardy Ni-Cd akumulátorů a až do poloviny devadesátých let 20. století měl tento typ drtivou většinu podílu na trhu dobíjecích baterií v domácí elektronice.
STOPku vystavila směrnice EU
Slibně rozjetou éru zastavila v roce 2006 směrnice Evropské unie, jež omezila prodej Ni-Cd baterií pro přenosná zařízení koncovým spotřebitelům. Důvodem k tomuto kroku byla snaha o ochranu životního prostředí a technologický pokrok. Kadmium je totiž velmi toxické – představuje hrozbu pro životní prostředí i lidské zdraví.
„Právě kvůli toxicitě začaly Ni-Cd baterie od počátku 90. let 20. století nejdříve nahrazovat články Ni-Mh. Ty mají větší kapacitu než kadmiové články a nejsou nebezpečné. V průběhu 90. let se pak začaly ještě více používat lithiové baterie, tedy Li-Ion a Li-Pol články, jež jsou dodnes nejoblíbenějším typem akumulátorů.“ říká ředitel internetového obchodu BatteryShop.cz Radim Tlapák.
V současnosti nejpoužívanější akumulátory na bázi lithia mají nespornou výhodu ve snadném skladování a minimálním paměťovém efektu. Oproti tomu ale u nich hrozí, že při extrémních teplotách nebo nárazech mohou explodovat.
Ni-Cd akumulátory měly své výhody
Z dnešního pohledu historická technologie ale měla své výhody. „V dnešní době je na prvním místě třeba jmenovat nízké provozní náklady – jednoduše jsou levné. Nikl-kadmiové akumulátory totiž mohou být dobíjeny mnohem častěji než ostatní baterie a jejich kapacita neklesá tak rychle. Právě vysoký počet nabíjecích cyklů činil z Ni-Cd baterií v minulosti tu nejlevnější alternativu.“ konstatuje Tlapák.
„Další nespornou výhodou je jejich odolnost. Nepodléhají externím vlivům, jako jsou vysoké či nízké teploty, nešetrná manipulace a podobně. Lze je snadno převážet letadlem i lodí, a přitom nehrozí jejich výbuch. Zároveň je možné Ni-Cd články rychle nabít – do plné kapacity například už během 10 minut, aniž by se poškodily a jejich technologie se musela upravovat.“
Není bez zajímavosti, že zatímco v Evropské unii je prodej Ni-Cd akumulátorů od roku 2008 zakázaný, ve Spojených státech amerických jsou tyto zdroje energie stále dostupné. Svět tak zatím čeká na technologii, která přinese výhody všech typů článků a současně bude šetrná k životnímu prostředí.