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電池的運作原理 - 亞當．賈寇柏森

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    你可能知道這種感覺 －
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    你的手機發出它最後、悽涼的「嗶」聲
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    然後在你的電話講到一半就斷線了
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    這時候你可能想把你的電池
    扔到房間的另一頭過去
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    而不是大讚其美言
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    但是電池是科學的大勝利
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    它們讓智慧型手機跟其他科技產品
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    不需把我們和惱人、
    糾結不清的電源線綁在一起就能使用
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    即便是現在最棒的電池也會日漸衰涸
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    慢慢地失去電量直到它們最終掛掉
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    為什麼會發生這種事呢？
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    以及電池是如何在剛開始
    就存有這麼多電量呢？
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    這一切起始於 1780-89 年間的
    兩位義大利科學家 －
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    「路易吉．賈法尼」
    以及「亞歷山卓．伏打」
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    還有一隻青蛙
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    據說當賈法尼正在研究青蛙的大腿時
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    他把金屬儀器輕碰上蛙腿的一條神經
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    使得蛙腿肌肉抽動
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    賈法尼稱其為「動物電」
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    他認為有一種電力型態
    被儲存在生命體裡面
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    但是伏打不認同
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    他指出是金屬本身使得蛙腿抽搐
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    該爭論最終平息於
    「伏打」開創性的實驗下
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    他用了一堆交疊的鋅片與銅片
    來驗證他的想法
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    用被鹽水試劑浸濕的紙或布料隔開
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    在伏打的電池裡所發生的是化學家
    現在稱做「氧化、還原」的現象
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    鋅片氧化代表它失去了電子
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    該電子接著被水中的離子在叫做
    「還原」的過程中取得
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    而產生出氫氣
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    伏打要是得知最後這一部分
    也會感到吃驚的
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    他以為該反應發生在銅片裡面
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    而不是鹽水試劑中
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    儘管如此我們仍透過把電力的
    標準單位命名為「伏特」
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    來紀念伏打的發現
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    該「氧化、還原」循環
    在這兩種物質之間產生電流
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    如果你掛個燈泡或是吸塵器
    在兩種物質間的上方
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    你將會給它電力
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    自從十八世紀以來科學家們已經在
    伏打的設計上做了改進
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    他們以裝填了化學粘料的乾電池
    取代了化學試劑
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    不過原理是一樣的
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    一端的金屬氧化送出電子
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    在它們被另一項物質
    重新取得還原前來做些「功」
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    但是任何電池的金屬量是有限的
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    一旦大部分的金屬已經氧化掉了
    該電池也就掛點了
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    所以充電電池給了我們一個
    針對這問題的短暫解決方法
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    透過讓「氧化、還原」過程
    能倒過頭來做的
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    電子可以憑藉電力的運用來流回相反方向
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    插上充電器從牆上的插座把電力導出
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    帶動反應來讓金屬再生
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    使得你在下次需要它們的時候
    氧化時能有更多電子可取得
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    但就算是充電電池也沒辦法永保安康
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    長時間下來重複這個過程
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    造成金屬的表面有瑕疵、不規則
    使它不能好好地氧化、
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    電子不再能夠在迴路上流動
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    這個電池就掛點了
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    有些每天充電的電池
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    只做幾百回充、放電循環後就會掛點掉
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    同一時間比較新、先進的電池
    可以撐過運行數千回的循環
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    未來的電池可能是既輕又薄的薄片
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    在量子物理學的原理下運作
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    而且撐過幾十萬回的充電循環
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    不過直到科學家們找到方法
    利用動能來讓你的手機電池充電以前
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    就像汽車的動能回充
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    或是把太陽能板裝進
    你的電子裝置的某處以前
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    把你的充電器插進牆上的插座
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    而不是耗費一個電池去充另外一個
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    是你預先防止要命的「嗶」聲最好方法
Title:
電池的運作原理 - 亞當．賈寇柏森
Description:

觀看完整影片: http://ed.ted.com/lessons/why-batteries-die-adam-jacobson

電池是科學的一大勝利，它們讓智慧型手機跟其他科技產品不用把我們和惱人、 糾結的電源線綁在一塊兒就能夠存在。即便現在就連最棒的電池也會日漸衰涸、慢慢地失去電量直到它們最終掛掉。為什麼會發生這種事呢？以及電池是怎樣在一開始時就存有這麼多電容量呢？「亞當．賈寇柏森」說明電池的基本原理。

課程：亞當．賈寇柏森
動畫： FOX Animation Domination High-Def
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:20

Chinese, Traditional subtitles

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