Danas je nabavljena vrlo neobična baterija MH 40 sa oznakama ANDYAR FRANCE i logom ANDRE YARDNEY SYSTEM. Radi se posebnom tipu jednokratne srebro-cink baterije koja se aktivira netom prije upotrebe ulijevanjem elektrolita u prozirno plastično kućište.
Naša baterija je dimenzija 126x75x41 mm i težine 610 grama (bez elektrolita). Sa ovim gabaritima i deset paralelno spojenih srebro-cink ćelija te prema oznaci MH 40, ovo bi mogla biti baterija nominalnog napona 1,5 V i kapaciteta 40 Ah. Podatke o ovim baterijama teško je pronaći jer se ne koriste u komercijalne svrhe, tako da ne znamo koliko ova baterija sadrži srebra. I danas postoje tvrtke koje otkupljuju ovakve baterije u svrhu recikliranja srebra iz istih.
Složenica ANDYAR odnosi se na dva francuska izumitelja: Henri-Georges André i Michel N. Yardney.
Henri-Georges André (1896–1967) je bio francuski elektrokemičar i izumitelj koji je nakon uspješnih patenata ispravljača i kondenzatora, osmislio punjivu srebrno-cink bateriju. Ista je prvi put uspješno konstruirana 1936. godine, težila je 377 grama i mogla je isporučivati struju od 5 A u trajanju od 75 minuta.
Michel N. Yardney je bio francuski izumitelj ruskog porijekla koji je razvio uređaj za daljinsko upravljanje za katapultiranje mlaznih zrakoplova koje su francuske obrambene snage koristile u Drugom svjetskom ratu. Došao je u SAD 1940. godine i predstavio uređaj za daljinsko upravljanje instrumentima i naoružanjem zrakoplova za što je od američke mornarice dobio ugovor o daljnjem razvoju prototipa. Taj prvi ugovor bio je početak tvrtke Yardney Electric Corporation u New Yorku.
Yardney i André su se sreli u SAD-u i ostali su surađivati i nakon rata i povratka u Francusku. Tijekom 1948. Yardney je nagovorio je svog sunarodnjaka da se pridruži njegovoj tvrtki. Yardney je počeo proizvoditi punjive srebrno-cink baterije, proizvodnju je komercijalizirao i za to dobio svjetske patente. Također se radilo i na razvoju drugih tipova baterija uključujući i nikal-kadmij baterije.
Godine 1954. konstruiran je električni automobil (od benzinskog modela Dyna-Panhard) sa Yardney-André srebro-cink baterijom i motorom. Baterija je imala 56 ćelija i kapacitet 256 Ah. Automobil je imao težinu od 1000 kg, maksimalnu brzinu od 80 km/h i domet od 400 km sa jednim punjenjem baterija. Srebro-cink baterije imaju pet puta manju težinu i volumen od olovnih akumulatora istog kapaciteta. Američka vojska je koristila srebro-cink baterije u gotovo svakom svojem idućem svemirskom i vojnom programu. U Lunar Roving Vehicle (LRV) koje je služilo u Apollo misijama na Mjesecu bile su ugrađene dvije srebro-cink baterije napona 36 V sa kojima je LRV imao domet 91 km. U to vrijeme je i SSSR bio zainteresiran za srebro-cink baterije, pa je i prvi umjetni satelit Sputnik lansiran 1957. godine također napajan nepunjivim srebrno-cink baterijama.
Robnu marku ANDRE YARDNEY SYSTEM zaštitili su francuski izumitelji Henri-Georges André i Michel N. Yardney. Imali su svoje tvrtke u SAD-u (Yardney Electric Corporation) i Francuskoj (ANDYAR).
Prednosti srebro-cink baterija ispred ostalih baterija koje su danas u širokoj upotrebi su: visoka gustoća energije (jedna od najvećih od svih elektrokemijskih izvora) čime su manje i lakše od drugih baterija istog kapaciteta, niski unutrašnji otpor što omogućuje vrlo velike struje pražnjenja, zadržavaju vrlo stabilan napon sve do potpune istrošenosti, ne sadrže opasne (zapaljive, otrovne) tvari. Nedostaci su visoka cijena zbog upotrebe srebra, kratak vijek trajanja (do 5 godina), malo ciklusa punjenja/pražnjenja (od nekoliko desetaka do stotinjak) i loša svojstva na niskim temperaturama. Yardney je također razvio i srebro-kadmijsku baterijsku ćeliju koja je bila manje snage ali dužeg vremena trajanja i manje osjetljiva na niske temperature. Međutim kadmij je puno skuplji od cinka pa je ova baterija još skuplja od srebro-cinkove. Stoga baterije na bazi srebra danas imaju vrlo ograničenu upotrebu, uglavnom samo za posebne primjene u vojnim ili svemirskim programima. Za komercijalnu upotrebu koriste se samo vrlo male nepunjive dugmaste srebro-cink baterije, na primjer za pogon ručnih satova, slušnih aparata i slično koje su još komercijalno isplative zbog male količine srebra. Druge baterije na bazi srebra (srebro-vodik, srebro-metalni hidridi) zasad su samo u eksperimentalnoj fazi.
Izrazito masivne priključnice ukazuju da je baterija sposobna dati vrlo velike struje pražnjenja. Između priključnica vide se čepovi rupa preko kojih se ulijeva elektrolit prije aktivacije baterije. U vojnoj primjeni elektrolit (kalijev hidroksid) bio bi smješten u malu posudu pod tlakom tako da se baterija mogla vrlo brzo napuniti elektrolitom i gotovo istog časa biti spremna za upotrebu.
Treba razlikovati dvije vrste srebro-cink baterija, nepunjive i punjive:
- Kod nepunjive (primarne) srebro-cink baterije pozitivna elektroda je srebrni oksid, a negativna elektroda je Elektrolit je kalijev hidroksid ili natrijev hidroksid. Nominalni napon je 1,5 V (1,6 V bez opterećenja). Tipičan primjer su male dugmaste baterije za satove i razne druge elektroničke uređaje niske potrošnje, prvi put predstavljene 1961. godine. Mogu se skladištiti nekoliko godina na sobnoj temperaturi, a primjerice za pogon ručnog sata mogu kontinuirano davati struju i nekoliko tisuća sati.
- Kod punjive (sekundarne) srebro-cink baterije pozitivna elektroda je metalno srebro, a negativna elektroda je mješavina cinkova oksida i cinkova praha sa drugim komponentama i dodacima (bizmunt oksid). Elektrolit je kalijev hidroksid. Vijek trajanja ovisi o dubini pražnjenja i temperaturi, tako da mogu biti iskoristive od nekoliko desetaka do nekoliko tisuća ciklusa punjenja pod povoljnim uvjetima. Nominalni napon je također 1,5 V.
Naša baterija je poseban tip nepunjive (primarne) srebro-cink baterije. Takva se baterija izrađuje bez elektrolita što znači da je potpuno suha i prazna. To joj omogućuje vrlo dugi vijek skladištenja (25 godina). Neposredno prije upotrebe preko otvora na kućištu ubrizgava se vodena otopina elektrolita (kalijev hidroksid ili natrijev hidroksid). Baterija je nakon ulijevanja elektrolita praktično odmah spremna za rad (aktivacija traje manje od sekunde). Nakon aktivacije, takva baterija se može prazniti pri vrlo visokim strujama uz izvrsnu stabilnost napona, međutim radni vijek im je vrlo kratak (od nekoliko minuta do nekoliko sati). Stoga se koriste za projektile, torpeda, raketne upaljače, snažne svjetlosne baklje, svemirske module i slično gdje je potrebna kratkotrajna snažna električna energija. S obzirom da vodena otopina elektrolita ne funkcionira na niskim temperaturama, za takve primjene baterije mogu biti opremljene grijačima elektrolita.
Srebro-cink baterije imaju ograničen rok skladištenja i upotrebe pa pretpostavljamo da je ovaj broj datumski kod kada je baterija proizvedena (moguće listopad, 1957. godine).
Vjerojatno najveća srebro-cink baterija koja se ikad koristila bila je za pogon američke podmornice USS Albacore iz 1960-tih godina. Sadržavala je dva baterijska paketa, svaki od 280 ćelija nominalnog kapaciteta 20 000 Ah. Svaka ćelija (veličine ormarića) sadržavala je 80 kg srebra, dakle u obje baterije je bilo sadržano ukupno oko 45 tona srebra. Baterija je bila predviđena za 100 ciklusa punjenja tijekom 2-godišnje plovidbe po moru. Srećom, srebro iz starih baterija se može ponovno reciklirati 🙂