Kako funkcionišu baterije - Adam Džejkobson (Adam Jacobson )

Pogledajte celu lekciju: http://ed.ted.com/lessons/why-batteries-die-adam-jacobson

Baterije predstavljaju vrhunac nauke - one omogućavaju pametnim telefonima i drugim napravama da postoje bez vezivanja za pakleni čvor strujnih kablova. Ipak, čak i najbolje baterije svakodnevno slabe i polako gube kapacitet dok konačno ne otkažu. Zašto se ovo dešava, i kako naše baterije uopšte skladište toliko energije? Adam Džejkobson nam izlaže osnove baterija.

Lekcija: Adam Džejkobson; animacija: FOX Animation Domination High-Def.

Verovatno znate taj osećaj.

Vaš telefona ispušta
svoj poslednji tužni "blip"

i gasi se usred vašeg poziva.

Tog trenutka, radije biste bateriju
bacili na drugi kraj sobe

nego je hvalili,

ali baterije su vrhunac nauke.

One omogućavaju postojanje
pametnih telefona i drugih tehnologija

bez vezivanja za pakleni čvor
strujnih kablova.

Ipak, čak i najbolje baterije
će izdahnuti za jedan dan

i polako gubiti kapacitet
dok konačno ne otkažu.

Zašto se ovo dešava,

i kako naše baterije uopšte
skladište toliko energije?

Sve je počelo 1780-tih
sa dva italijanska naučnika,

Luiđijem Galvanijem i Alesandrom Voltom

i jednom žabom.

Legenda kaže da dok je Galvani
proučavao noge žabe,

okrznuo je metalni instrument
o jedan od njenih nerava,

od čega su zgrčili mišići noge.

Galvani je ovo nazvao
životinjskim elektricitetom,

verujući da se u živim stvarima
skladišti jedna vrsta elektriciteta.

Ali Volta se nije slagao

i tvrdio je da je sam metal taj
koji je nogu naterao da se zgrči.

Rasprava je konačno završena
sa Voltinim revolucionarnim eksperimentom.

Isprobao je svoju ideju sa gomilom
naizmeničnih slojeva cinka i bakra

koje je razdvajao papir ili tkanina
natopljeni u rastvor slane voda.

U Voltinoj ćeliji se desilo
ono što hemičari

sada zovu oksidacijom i redukcijom.

Cink oksidira, što znači da gubi elektrone

koje zauzvrat dobija nazad od jona iz vode
u procesu koji se zove redukcija,

i proizvodi gas vodonik.

Volta bi se šokirao da sazna
ovu poslednju informaciju.

On je mislio da se reakcija
dešava u bakru,

umesto u rastvoru.

Ipak, danas odajemo priznanje
Voltinom otkriću

tako što standardnu jedinicu
električnog potencijala zovemo "volt".

Ovaj ciklus oksidacije i redukcije stvara
tok elektrona između dve supstance

i ako povežete sijalicu ili usisivač
između ovo dvoje,

daćete im napajanje.

Od 1700-tih, naučnici su unapređivali
Voltin dizajn.

Hemijski rastvor zamenili su
suvim ćelijama punjenim hemijskom pastom,

ali princip je isti.

Metal oksidira i šalje elektrone
da obave posao

pre nego što ih dobije nazad
od supstance koja se redukuje.

Ali bilo koja baterija ima
ograničene količine metala

i kad većina metala oksidira,
baterija je mrtva.

Punjive baterije daju nam
privremeno rešenje za ovaj problem

tako što proces oksidacije i redukcije
čine dvostranim.

Elektroni mogu da teku
u suprotnom smeru

uz primenu elektriciteta.

Uključivanje na punjač vuče
struju iz utičnice,

koja pokreće reakciju
regenerisanja metala,

čime je više elektrona dostupno
za oksidaciju naredni put kad su potrebni.

Ali čak i punjive baterije ne traju večno.

Tokom vremena, ponavljanje ovog procesa
prouzrokuje nesavršenstva

i nepravilnosti u površini metala
zbog čega ne može pravilno da oksidira.

Elektroni više nisu dostupni
za prolaz kroz kolo

i baterija je mrtva.

Neke standardne baterije

otkazuju nakon samo nekoliko stotina
ciklusa punjenja i pražnjenja,

dok novije i naprednije baterije
mogu da prežive i funkcionišu hiljadama.

Baterije budućnosti možda budu
u obliku lakih, tankih papira

koji funkcionišu na principima
kvantne mehanike

i traju stotine hiljada ciklusa punjenja.

Ali dok naučnici ne pronađu način
da iskoriste kretanje

kako bi se ćelije vaše baterije napunile,
kao kod automobila,

ili da postave solarne ploče
negde na vašu napravu,

uključivanje punjača u zid

a ne trošenje jedne baterije
kako bi se napunila druga

vaš je najbolji način da odgodite
to fatalno "blip".