Вальдемар Юнгнер¶

Вальдемар Юнгнер (нем. Waldemar Jungner; 23 августа 1869, Ладсбрук, Швеция — 30 августа 1924, Гётеборг, Швеция) — шведский инженер, изобретатель и предприниматель, наиболее известный созданием первой в мире никель-железной (щелочной) аккумуляторной батареи, запатентованной в 1899 году. Его работы в области электрохимических накопителей энергии заложили основу для развития современных щелочных аккумуляторов, широко применяемых в промышленности и на транспорте.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Вальдемар Юнгнер родился в семье инженера-строителя. Детство провёл в небольшом шведском городке Линчёпинге. Получил техническое образование в Королевском технологическом институте в Стокгольме, где изучал химию и электротехнику. После окончания института работал ассистентом в лаборатории профессора Отто Петтерссона, занимаясь исследованиями гальванических элементов и электролиза.

¶Изобретательская деятельность

В 1890-х годах Юнгнер заинтересовался проблемой создания аккумулятора, способного накапливать энергию от ветряных и водяных турбин. В то время единственным доступным типом перезаряжаемых батарей были свинцово-кислотные аккумуляторы, которые имели ряд недостатков: низкую удельную ёмкость, высокую чувствительность к глубоким разрядам и ограниченный срок службы. Юнгнер поставил цель разработать более надёжный и долговечный химический источник тока.

В 1899 году он подал шведский патент на «способ изготовления электродов для аккумуляторов» (патент № 11 594), где впервые описал конструкцию с использованием никелевого и железного электродов, погружённых в щелочной электролит (гидроксид калия). В 1901 году он получил патент на «усовершенствованный щелочной аккумулятор», который стал прототипом всех современных никель-железных (NiFe) батарей.

¶Предпринимательская деятельность

Для коммерциализации своего изобретения Юнгнер основал в 1900 году компанию «Ackumulator AB Jungner» (позднее переименованную в «Svenska Ackumulator AB Jungner»). Первоначально предприятие выпускало аккумуляторы для железнодорожных сигнальных систем, телеграфных линий и освещения вагонов. Однако из-за высокой стоимости производства и конкуренции с более дешёвыми свинцово-кислотными батареями компания столкнулась с финансовыми трудностями.

В 1901 году Юнгнер объединил усилия с американским изобретателем Томасом Эдисоном, который независимо от него разработал аналогичный никель-железный аккумулятор. Эдисон приобрёл права на шведский патент Юнгнера для производства в США, что позволило шведской компании получить лицензионные отчисления. Однако патентные споры между изобретателями продолжались несколько лет, пока в 1905 году они не заключили соглашение о разделе рынков: Юнгнер сохранил права на Европу, а Эдисон — на Америку.

¶Последние годы

В 1910-х годах Юнгнер отошёл от активной изобретательской деятельности, сосредоточившись на управлении компанией. В 1916 году он продал свой контрольный пакет акций шведскому концерну «ASEA» (ныне ABB). Умер в 1924 году в Гётеборге после непродолжительной болезни.

¶Изобретения и вклад в науку

¶Никель-железный аккумулятор

Основной вклад Юнгнера в науку и технику — создание щелочного аккумулятора с никелевым катодом и железным анодом. Химическая реакция в таком элементе описывается уравнением:

Fe + 2NiO(OH) + 2H₂O ⇌ Fe(OH)₂ + 2Ni(OH)₂

Ключевые особенности изобретения Юнгнера:

• Электролит: 20–30% раствор гидроксида калия (KOH), который не участвует в реакции, а служит только проводником ионов.
• Электроды: спечённые никелевые и железные пластины, покрытые активными массами (гидроксид никеля и металлическое железо).
• Долговечность: аккумулятор выдерживал до 2000–3000 циклов заряда-разряда (в 5–10 раз больше, чем свинцово-кислотные аналоги того времени).
• Устойчивость к перегрузкам: батарея не выходила из строя при глубоком разряде или коротком замыкании.

¶Другие разработки

Помимо аккумулятора, Юнгнер занимался усовершенствованием электролитических конденсаторов и созданием устройств для электролиза воды. В 1903 году он запатентовал конструкцию «сухого» элемента (прообраз современной батарейки) с использованием пасты на основе хлорида аммония и цинкового анода, однако этот проект не получил коммерческого развития.

¶Критика и споры

¶Приоритет изобретения

Историки техники ведут дискуссию о том, кто первым изобрёл никель-железный аккумулятор — Юнгнер или Эдисон. Юнгнер подал шведский патент в 1899 году, а Эдисон — американский патент в 1901 году. Однако Эдисон утверждал, что начал эксперименты с никелем и железом ещё в 1898 году, но не публиковал результаты до получения патента. В 1904 году патентное ведомство США признало приоритет Юнгнера, но Эдисон оспорил это решение, и в 1905 году стороны заключили мировое соглашение, по которому оба изобретателя признавались соавторами. Современные исследователи склоняются к тому, что Юнгнер был первым, но Эдисон независимо пришёл к тому же решению.

¶Коммерческая неудача

Несмотря на техническое превосходство, аккумулятор Юнгнера не получил массового распространения в начале XX века. Причины:

• Высокая стоимость: никель был значительно дороже свинца, что делало батареи Юнгнера в 2–3 раза дороже свинцово-кислотных аналогов.
• Низкая удельная энергия: при равном весе никель-железный аккумулятор запасал меньше энергии, чем свинцово-кислотный.
• Газовыделение: при зарядке выделялся водород, что требовало герметичных корпусов и систем вентиляции.

¶Память и наследие

¶Научное признание

В 1910 году Юнгнер был избран членом Шведской королевской академии инженерных наук. Его имя носит премия, присуждаемая Шведским обществом электрохимиков за выдающиеся достижения в области аккумуляторных технологий (Jungnerpriset, учреждена в 1969 году).

¶Применение технологии

Никель-железные аккумуляторы, изобретённые Юнгнером, до сих пор используются в некоторых областях:

• Промышленность: резервное питание систем сигнализации и связи на железных дорогах.
• Возобновляемая энергетика: накопление энергии от солнечных панелей и ветрогенераторов в отдалённых районах.
• Транспорт: в электропогрузчиках и шахтных электровозах (благодаря устойчивости к вибрациям).

¶Влияние на последующие разработки

Работы Юнгнера стимулировали создание других типов щелочных аккумуляторов:

• Никель-кадмиевые (NiCd) — разработаны в 1909 году шведом Эрнстом Вальдемаром Юнгнером (племянником изобретателя).
• Никель-металлогидридные (NiMH) — созданы в 1960-х годах на основе тех же принципов.

¶Источники

• Шведский патент № 11 594 (1899) на способ изготовления электродов для аккумуляторов.
• Шведский патент № 15 567 (1901) на усовершенствованный щелочной аккумулятор.
• Battery Technology Handbook (2003), под редакцией H. A. Kiehne, глава 2.4 «Nickel-Iron Batteries».
• The History of the Battery (2005), автор J. B. Goodenough, стр. 78–82.
• Архив Шведской королевской академии инженерных наук, биографические заметки о Вальдемаре Юнгнере (1910).
• Svenska uppfinnare och deras verk (1960), автор S. Rydberg, стр. 145–150.