אתם בטח מכירים את ההרגשה.
הטלפון שלכם משחרר את הבליפ המתלונן האחרון שלו
וחותך באמצע השיחה.
באותו רגע, אתם אולי מרגישים יותר רצון עז להשליך את הסוללה שלכם לרוחב החדר
מאשר להלל אותה,
אבל סוללות הן ניצחון של המדע.
הן מאפשרות לסמרטפונים וטכנולוגיות אחרות להתקיים
בלי לעגן אותנו לסבך כבלי חשמל נוראי.
ועדין אפילו הסוללה הטובה ביותר תיגמר יום יומית,
לאט לאט תאבד את יכולת הקיבול שלה עד שלבסוף תמות.
אז למה זה קןרה,
ואיך הסוללות שלנו אפילו אוגרות כל כך הרבה מטען מהתחלה?
הכל התחיל ב 1780 עם שני מדענים איטלקיים,
לואיג'י גלווני ואלסנדרו וולטה,
וצפרדע.
האגדה מספרת שכשגלוווני חקר רגל של צפרדע,
הוא הבריש כלי מתכתי על אחד העצבים,
מה שגרם לשריר הרגל להתעוות.
גלווני קרא לחיה הזו חשמל,
מאחר והאמין שסוג של חשמל נאגר בחומר החיים.
אבל וולטה לא הסכים,
וטען שזו היתה המתכת עצמה שגמה לעווית ברגל.
הוויכוח הוכרע לבסוף עם הניסוי המהפכני של וולטה.
הוא בדק את הרעיון שלו עם ערמה של שכבות מתחלפות של אבץ ונחושת,
שהופרדו על ידי נייר או בד טבולים בתמיסת מי מלח.
מה שקרה בתא של וולטה הוא משהו שכימאים עכשיו קוראים לו חמצון וחיזור.
האבץ מחמצן, מה שאומר שהוא מאבד אלקטרונים,
שנאספים על ידי היונים של המים בתהליך שנקרא חיזור,
וכך מייצרים גז מימן.
וולטה היה המום לגלות את החלק האחרון הזה.
הוא חשב שהתגובה התרחשה בנחושת,
במקום בתמיסה.
עם זאת, אנחנו מכבדים את גילויו של וולטה היום
על ידי מתן שמה של היחידה הסטנדרטית של פוטנציאל חשמלי "הוולט."
מחזור החימצון חיזור הזה יוצר זרם של אלקטורנים בין שני החומרים
ואם היינו מחברים נורה או שואב אבק בין שניים
הם יקבלו כוח.
מאז המאה ה 18, מדענים שיפרו את העיצוב של וולטה.
הם החליפו את התמיסה הכימית עם תאים יבשים מלאים משחה כימית,
אבל העיקרון זהה.
מתכת מתחמצנת, שולחת אלקטרונים לעשות עבודה
לפני שהם מתקבלים על ידי חומר שמתחזר.
אבל לכל סוללה יש מלאי מוגבל של מתכת,
וברגע שרובו התחמצן, הסוללה מתה.
אז סוללות נטענות נותנות לנו פתרון זמני לבעיה הזו
על ידי הפיכת תגובת החמצון חיזור.
אלקטרונים יכולים לזרום חזרה בכיוון ההפוך
עם הוספת חשמל.
חיבור מטען מושך חשמל מהשקע בקיר
שמניע תגובה לשחזר את המתכת,
מה שגורם לזה שיש יותר אלקטרונים זמינים לחמצון בפעם הבאה שנזדקק להם.
אבל אפילו סוללות נטענות לא מחזיקות לעד.
במשך הזמן, החזרה על התהליך הזה גורמת לפגמים
וחוסר אחידות על פני המתכת שמונעים ממנה להתחמצן באופן יעיל.
האלקטרונים לא זמינים יותר לזרום דרך המעגל
והסוללה מתה.
כמה סוללות נטענות יום יומיות
ימותו אחרי כמה מאות מחזורים בלבד של פריקה וטעינה,
בעוד סוללות חדשות, מתקדמות יותר יכולות לשרוד ולתפקד למשך אלפים,
סוללות בעתיד אולי יהיו יריעות דקות וקלות
שפועלות על העקרונות של פיזיקה קוואנטית
וישרדו מאות אלפי מחזורי טעינה.
אבל עד שמדענים ימצאו דרך לנצל את התנועה
כדי לטעון את הסוללה של הסולורי שלכם, כמו שמכוניות עושות,
או להרכיב תאים סולריים היכן שהוא על המכשיר,
חיבור המכשיר שלכם לקיר,
במקום לרוקן סוללה אחת כדי לטעון את השניה
היא הפתרון הטוב ביותר שלכם לדחות את הבליפ הקטלני הזה.