Kodėl jūsų telefono baterija nutekama taip greitai, paaiškinama dviem puodeliais vandens

$config[ads_kvadrat] not found

Ugnis iš telefono baterijos

Ugnis iš telefono baterijos
Anonim

Kodėl baterijos miršta? Ir kodėl jie gali būti įkrauti tik tiek kartų, kol jiems nebus naudinga mokestis? Mano jaunasis sūnus paklausė manęs apie tuos metus, kai jo akumuliatorinis žaislinis automobilis nustojo judėti, įdomu, ką jis vadino „amžina baterija“. Ir tas pats klausimas tikriausiai kerta kiekvieno mobiliojo telefono naudotojo, kuris bando siųsti vieną paskutinį tekstą, protą prieš ekrane mirksi.

Moksliniai tyrimai, tokie kaip mano, tęsiasi visame pasaulyje, kad baterijos, įkraunamos greičiau, ilgiau ir būtų įkraunamos ir iškraunamos daug kartų, nei šiandien. Bet tiek, kiek jūs ir aš norėčiau, neįmanoma sukurti tikrai amžinos baterijos. Aš daugiau kaip 30 metų mokiau termodinamiką. Iki šiol nėra nieko, kas leidžia manyti, kad galime nutraukti pagrindinius mokslo įstatymus, kad galėtume gauti šią sunkią bateriją.

Akumuliatorių mokslininkai ir inžinieriai vadina pagrindine problema „gebėjimas išnykti“. Reguliarūs žmonės jaudina, kad tokie klausimai, kaip „Kodėl mano baterija negalioja?“ Ir skundai, tokie kaip „Aš tiesiog įkrauniau šį daiktą ir jau iš naujo!“

Taip pat žiūrėkite: Ši nauja baterija gali atverti kosmoso tyrinėjimo ateitį

Tai yra antrojo termodinamikos įstatymo rezultatas, kuriame teigiama, kad kai tik vyksta realus procesas, tai sukuria tam tikrą kiekį švaistomos energijos, kuri niekada negali būti atkurta. Kiekvieną kartą, kai akumuliatorius įkraunamas arba iškraunamas, yra šiek tiek švaistomos energijos - šiek tiek išeikvota baterijos talpa, kurios negalima atkurti.

Norėdami įsivaizduoti, kaip tai veikia, pagalvokite apie baterijos naudojimą, pavyzdžiui, vandens pernešimą tarp dviejų puodelių. Akumuliatoriaus naudojimas yra tarsi vandens ištuštinimas iš vieno puodelio į kitą, o įkraunant akumuliatorių, vanduo vėl išpilamas į pirmąją puodelį. Net jei tai padarysite vieną ar du kartus, nepaliekant lašų, ​​kiekvienoje taurėje, kurią jūs negalite išpilti, visada paliekama šiek tiek maža.

Dabar įsivaizduokite, kad du ar trejus metus (mobiliojo telefono baterijai) arba 10–20 metų (elektromobiliui) įpilkite šimtus ar net tūkstančius kartų. Laikui bėgant, visi tūkstančiai mažų ir didelių dalykų, kurie suklysta, prideda gana daug vandens. Net jei tik vos matomas lašas - pvz., Viena dešimtoji mililitro - išsilieja, jis padidina visą litrą, jei tai atsitinka 10 000 kartų. Tai netgi nesudaro galimybės, kad viena puodelė neveikia tam tikru būdu, kad netektų daugiau vandens, pvz., Nutekėtų ar įkaista ir sukelia garavimą.

Lygiai taip pat, kai vanduo neišvengiamai dingsta, kai pilamas iš vieno puodelio į kitą, reikia daugiau energijos, kad įkrautų bateriją, nei ji iš tikrųjų saugo, ir mažiau energijos išeina, nei ji saugoma. Nykstančios energijos dalis į saugomą energiją laikui bėgant didėja.

Iš tiesų, kuo daugiau naudosite akumuliatorių, tuo daugiau energijos švaistoma, ir kuo greičiau akumuliatorius pasieks tašką, kur jis yra miręs ir negali būti įkrautas. Aš ir kiti tyrinėja būdus, kaip šie išleidimo-įkrovimo ciklai veikia sklandžiau, kad būtų sumažintas atliekų kiekis, tačiau antrasis termodinamikos įstatymas visada užtikrins, kad nėra jokio būdo iš jos visiškai atsikratyti.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Steve W. Martin pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.

$config[ads_kvadrat] not found