Zašto vaš telefon baterija Drains tako brzo, objasnio s dva šalice vode

Zašto baterije umiru? I zašto ih se može napuniti toliko puta prije nego što se ne zadrži koristan iznos naknade? Moj mladi sin me pitao o tome prije nekoliko godina kada se njegov auto igračka s baterijskim napajanjem prestao kretati, pitajući se što je nazvao "vječnom baterijom". I to isto pitanje vjerojatno je prešlo na pamet svaki korisnik mobitela koji pokušava poslati posljednji tekst prije nego što zaslon zatreperi.

Istraživanja, poput mojih, nastavljaju se diljem svijeta kako bi se baterije koje se pune brže, duže zadržale, a mogu se puniti i prazniti mnogo više puta nego danas. Ali koliko god želimo i vama, nemoguće je napraviti doista trajnu bateriju. Podučavao sam termodinamiku više od 30 godina. Do sada ništa ne sugerira da možemo prekršiti temeljne zakone znanosti kako bismo dobili tu neuhvatljivu bateriju.

Znanstvenici i inženjeri koji se bave baterijom nazivaju glavni problem "izbljeđivanjem kapaciteta". Redovni se ljudi pitaju o tome s pitanjima poput: "Zašto moja baterija ne može biti zadužena?" I pritužbe poput: "Upravo sam napunio ovu stvar i ona je već gotova!"

Vidi također: Ova nova baterija mogla bi potaknuti budućnost istraživanja svemira

To je rezultat drugog zakona termodinamike, koji kaže da kad god se dogodi neki stvarni proces, on stvara određenu količinu izgubljene energije na putu koji se nikada ne može vratiti. Svaki put kad se baterija napuni ili isprazni, postoji malo izgubljene energije - malo izgubljenog kapaciteta u bateriji koja se ne može vratiti.

Da biste zamislili kako ovo funkcionira, razmislite o korištenju baterije kao što je prijenos vode između dvije šalice. Korištenje baterije je poput pražnjenja vode iz jedne čaše u drugu, a punjenje baterije uključuje pretakanje vode natrag u prvu šalicu. Čak i ako to učinite jedan ili dva puta bez prolijevanja kapljice, u svakoj šalici uvijek ostane samo mali komadić koji ne možete izliti.

Sada zamislite pretakanje stotinama ili čak tisućama puta u razdoblju od dvije do tri godine (za baterije mobitela) ili 10 do 20 godina (za električni automobil). Tijekom vremena, sve tisuće malih i velikih stvari koje krenu krivo zbrajaju dosta vode koja nedostaje. Čak i prolijevanje jedva vidljivog pada - recimo jedna desetina mililitra - zbraja čitavu litru ako se desi 10.000 puta. To ne uključuje čak ni mogućnost da jedna šalica ne uspije na neki način da izgubi još vode - kao što je prokišnjavanje ili zagrijavanje i izazivanje isparavanja.

Baš kao što voda neizbježno nestane kada se izlije iz jedne šalice u drugu, potrebno je više energije za punjenje baterije nego što se zapravo sprema, a manje energije izlazi nego što je pohranjeno u njoj. Udio potrošene energije na pohranjenu energiju raste s vremenom.

Zapravo, što više trošite bateriju, to se više troši energija, a prije će baterija doći do točke gdje je mrtva i ne može se korisno puniti. Ja i drugi proučavamo načine kako se ti ciklusi pražnjenja-punjenja odvijaju glatko kako bi se smanjila količina otpada, ali drugi zakon termodinamike uvijek će se pobrinuti da ga se u potpunosti ne riješi.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Stevea W. Martina. Pročitajte izvorni članak ovdje.