पहले से ही चार्ज से बाहर - फिर से ?! fizkes / Shutterstock.com
बैटरी क्यों मरती है? और, उन्हें कितनी बार चार्ज नहीं किया जाएगा, इससे पहले कि उन्हें केवल कई बार रिचार्ज किया जा सके? मेरे छोटे बेटे ने मुझे उन साल पहले पूछा था जब उनकी बैटरी संचालित खिलौना कार चलती रहती थी, उन्होंने "अनन्त बैटरी" कहा था। और यह वही प्रश्न शायद हर सेलफोन उपयोगकर्ता के दिमाग को पार कर गया है जो पहले एक आखिरी पाठ भेजने की कोशिश कर रहा है स्क्रीन बंद हो जाती है।
मेरा जैसे शोध, दुनिया भर में जारी है ऐसी बैटरी बनाने के लिए जो तेजी से चार्ज करते हैं, लंबे समय तक चलते हैं, और उन्हें आज के मुकाबले कई बार रिचार्ज किया जा सकता है। लेकिन जितना आप और मैं चाहूंगा, वास्तव में अनन्त बैटरी बनाना असंभव है। मैंने 30 वर्षों से अधिक के लिए थर्मोडायनामिक्स पढ़ाया है। अब तक, ऐसा कुछ भी नहीं है जो बताता है कि हम उस छद्म बैटरी को प्राप्त करने के लिए विज्ञान के मौलिक कानूनों को तोड़ सकते हैं।
बैटरी वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने मुख्य समस्या "क्षमता फीका" कहा है। नियमित लोग इस बारे में सोचते हैं कि "मेरी बैटरी चार्ज क्यों नहीं होगी?" और शिकायतें जैसे "मैंने अभी इस चीज़ को रिचार्ज किया है और यह पहले से ही बाहर है!"
इसका परिणाम है थर्मोडायनामिक्स का दूसरा कानून, जो कहता है कि जब भी कुछ वास्तविक प्रक्रिया होती है, तो यह उस तरह से बर्बाद ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा बनाता है जिसे कभी भी पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है। किसी भी समय बैटरी चार्ज या डिस्चार्ज किया जाता है, वहां थोड़ी सी बर्बाद ऊर्जा होती है - बैटरी में थोड़ी सी बर्बाद क्षमता जिसे पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है।
कल्पना करने के लिए कि यह कैसे काम करता है, बैटरी के उपयोग के बारे में सोचें जैसे दो कप के बीच पानी स्थानांतरित करना। बैटरी का उपयोग करना एक कप से दूसरे कप में पानी खाली करना है, और बैटरी चार्ज करने से पानी को पहले कप में वापस डालना शामिल है। यहां तक कि यदि आप एक बूंद फैलाने के बिना एक या दो बार ऐसा करते हैं, तो प्रत्येक कप में हमेशा थोड़ी सी छोटी सी चीज होती है जिसे आप बाहर नहीं निकाल सकते हैं।
कम से कम थोड़ा सा बचा रहता है
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अब कल्पना करें कि दो या तीन साल (सेलफोन बैटरी के लिए) या 10 से 20 वर्षों (एक इलेक्ट्रिक कार के लिए) की अवधि में सैकड़ों या यहां तक कि हजारों बार डालना। समय के साथ, हजारों छोटी और बड़ी चीजें जो गलत हो जाती हैं, वे पानी के बहुत से गुम हो जाते हैं। यहां तक कि एक मुश्किल दिखाई देने वाली बूंद भी फैलाना - एक मिलीलीटर का दसवां हिस्सा कहें - यदि यह 10,000 बार होता है तो पूरे लीटर तक जोड़ता है। इसमें किसी भी तरह से असफल होने वाले कप की संभावना भी शामिल नहीं होती है जो कि अधिक रिसाव खो देता है - जैसे कि रिसाव उगाना या गर्म करना और वाष्पीकरण करना।
जैसे ही एक कप से दूसरे कप में डालने पर पानी अनिवार्य रूप से गायब हो जाता है, बैटरी की चार्ज करने के लिए बैटरी को चार्ज करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और इससे कम ऊर्जा कम हो जाती है। संग्रहीत ऊर्जा के लिए बर्बाद ऊर्जा का अनुपात समय के साथ बढ़ता है।
वास्तव में, जितना अधिक आप बैटरी का उपयोग करते हैं, उतनी अधिक ऊर्जा बर्बाद हो जाती है, और जितनी जल्दी बैटरी उस बिंदु तक पहुंच जाएगी जहां यह मर चुका है और इसे आसानी से रिचार्ज नहीं किया जा सकता है। मैं और अन्य हैं उन निर्वहन-रिचार्जिंग चक्रों के तरीकों का अध्ययन करना अधिक आसानी से चलते हैं अपशिष्ट की मात्रा को कम करने के लिए, लेकिन थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम हमेशा यह सुनिश्चित करेगा कि इसे पूरी तरह से छुटकारा पाने का कोई तरीका नहीं है।
के बारे में लेखक
स्टीव डब्ल्यू मार्टिन, सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, आयोवा स्टेट यूनिवर्सिटी
यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.
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