Зашто се батерија вашег телефона троши тако брзо, објашњено са две шоље воде

Зашто батерије умиру? И, зашто се они могу пунити толико пута прије него што не задрже користан износ накнаде? Мој млади син ме је питао о томе пре неколико година када се ауто играчка са батеријским напајањем престао кретати, питајући се како је назвао "вечну батерију". И то исто питање је вероватно прешло на памет да сваки корисник мобилног телефона покуша да пошаље један последњи текст пре него што екран почне да трепери.

Истраживања, као и моја, настављају се широм света да би се батерије које се пуне брже, дуже задржале и могу се пунити и испуштати много више пута него данас. Али колико год желимо и вама, немогуће је направити заиста вечну батерију. Учио сам термодинамику више од 30 година. До сада, ништа не сугерише да можемо прекршити темељне законе науке да бисмо добили ту неухватљиву батерију.

Знанственици и инжењери који се баве батеријом називају главним проблемом "нестанак капацитета". Редовни људи се питају о томе са питањима као што су: "Зашто моја батерија не наплаћује?" И притужбе попут "Управо сам напунио ову ствар и већ је изашао!"

Види такође: Ова нова батерија би могла да покрене будућност истраживања свемира

То је резултат другог закона термодинамике, који каже да кад год се догоди неки стварни процес, он ствара одређену количину потрошене енергије на путу који се никада не може вратити. Сваки пут када се батерија напуни или испразни, ту је мало изгубљене енергије - мало изгубљеног капацитета у батерији која се не може вратити.

Да бисте замислили како ово функционише, размислите о употреби батерије као што је пренос воде између две чаше. Употреба батерије је попут пражњења воде из једне чаше у другу, а пуњење батерије подразумијева сипање воде у прву шалицу. Чак и ако то учините један или два пута без пролијевања капи, увијек постоји само мали комадић у свакој шалици који не можете излити.

Сада замислите сипање стотина или чак хиљада пута у периоду од двије до три године (за батерију мобитела) или 10 до 20 година (за електрични аутомобил). Временом, све хиљаде малих и великих ствари које крену наопако додају доста воде која недостаје. Чак и просипање једва видљивог пада - рецимо једна десетина милилитра - повећава укупан литар ако се деси 10.000 пута. То не укључује чак ни могућност да једна шољица пропадне на неки начин који губи још воде - као што је прокишњавање или загревање и изазивање испаравања.

Баш као што вода неминовно пролази када се сипа из једне чаше у другу, потребно је више енергије да се напуни батерија него што се она заправо складишти, а мање енергије излази него што је у њој. Удео изгубљене енергије у ускладиштеној енергији расте током времена.

У ствари, што више користите батерију, то се више потроши енергија, а батерија брже стигне до тачке у којој је мртва и не може се корисно пунити. Ја и други проучавамо начине да се ти циклуси пражњења-пуњења одвијају глатко како би се смањила количина отпада, али други закон термодинамике ће се увијек побринути да га се не може у потпуности ријешити.

Овај чланак је првобитно објављен на конверзацији Стеве В. Мартина. Прочитајте оригинални чланак овде.