 |
| لماذا تضعف بطارية الهاتف المحمول بعد فترة من الاستخدام؟ |
هذا لأن البطارية الميتة ، من الناحية الكيميائية ، لا تختلف في الواقع عن البطارية الجديدة. تستفيد معظم البطاريات التي نستخدمها اليوم من حقيقة أن بعض المعادن ترغب في إطلاق الإلكترونات بينما يحب البعض الآخر قبولها.
على سبيل المثال ، في بطارية قلوية مزدوجة أ نموذجية ، يتفاعل معدن الزنك مع أيونات الهيدروكسيد ، ويتحول إلى أكسيد الزنك ويطلق الإلكترونات عند الطرف السالب. تنتقل الإلكترونات عبر مصباح كهربائي ، على سبيل المثال ، ثم تعود إلى البطارية عند الطرف الموجب ، حيث يتم قبولها بواسطة ثاني أكسيد المنغنيز.
تستخدم البطاريات المختلفة مجموعات مختلفة من المعادن ، وأحيانًا غير معدنية مثل الجرافيت ، لكن الفكرة الأساسية هي استخدام زوج من التفاعلات الكيميائية لتوليد تيار من الإلكترونات. جميع البطاريات تقريبًا ، حتى البطاريات التي تستخدم مرة واحدة ، قابلة لإعادة الشحن نظريًا.
هذا لأن المعادن والمواد الكيميائية الأخرى لا تزال موجودة هناك. هذا يختلف تمامًا عن البنزين ، على سبيل المثال ، حيث يتم تحويل جزيئات الهيدروكربون السائلة إلى غازات. لا يمكنك تحويل العادم مرة أخرى إلى بنزين ، ولكن مع بعض الأعمال يمكنك تحويل أكسيد الزنك مرة أخرى إلى الزنك.
إذن ما الفرق بين هؤلاء و هؤلاء؟ الإجابة المختصرة هي أن محاولة إعادة شحن بطارية تستخدم لمرة واحدة لا تجبر فقط ردود الفعل هذه على العمل في الاتجاه المعاكس. كما ينتج عنه مجموعة من التفاعلات الجانبية التي تنتج ملوثات عديمة الفائدة ، مما يقلل من سعة البطارية ؛ وقد يؤدي ذلك إلى إتلاف الهيكل الداخلي للبطارية ، مما يؤدي إلى فقدان الاتصال الكهربائي والفشل.
تصميم البطارية القابلة لإعادة الشحن
تم تصميم البطاريات القابلة لإعادة الشحن لتجنب هذه المشكلات. بطارية الليثيوم أيون . كلا الجانبين لهما هيكل على المستوى الذري يمكنك تخيله على أنه الكثير من الأحواض. لذلك عندما تشغل البطارية شيئًا ما ، تتخلى "سفن" الليثيوم عن إلكتروناتها لتشغيل الدائرة ، ثم تبحر إلى الجانب الآخر من البطارية ، وترسو بطريقة منظمة ومنظمة ، وتلتقي بأجهزتها الأقل انخفاضًا - إلكترونات الطاقة.
يحدث العكس عندما يتم شحن البطارية . على مدار مئات ، وأحيانًا الآلاف ، من دورات الشحن ، تنحرف بعض سفن أيونات الليثيوم عن مسارها وتنخرط في ردود فعل جانبية ، مما ينتج عنه أشياء تزيد من المقاومة الداخلية للبطارية ، مما يؤدي بدوره إلى فقدانها للكفاءة والقوة حتى تموت حتما.
حتى عندما يحدث ذلك ، يمكنك إعادة البطاريات الميتة إلى الحياة - سواء كانت قابلة لإعادة الشحن أم لا - عن طريق إعادة تدويرها. جوهر معظم إعادة تدوير البطاريات هو عملية تسمى الصهر ، وهي في الأساس مجرد صهر الأجزاء المعدنية.
يؤدي هذا إلى التخلص من الشوائب ، وإعادة المعادن إلى حالتها الأولية المنظمة. لسوء الحظ ، في العديد من البلدان لا يمكنك التخلص من البطاريات المنزلية من خلال إعادة التدوير المنتظمة. عليك أن تأخذهم إلى نقطة تجميع البطاريات أو مركز إعادة التدوير.
ينطبق الشيء نفسه على البطاريات القابلة لإعادة الشحن الأكثر تعقيدًا: تحتاج إلى إحضارها إلى نقطة تجميع أو إرسالها مرة أخرى إلى الشركة التي اشتريتها منها. إنه أمر مؤلم ، ولكنه يستحق بالتأكيد الوقت والجهد ، لأن إعادة تدوير البطاريات أمر بالغ الأهمية.
فهو لا يمنع معادن البطاريات التي يحتمل أن تكون سامة من التسرب إلى البيئة فحسب ، بل إنه يحافظ على الموارد النادرة - والحيوية -. تحتوي الأرض على حوالي 22 مليون طن من الليثيوم - وهو ما يكفي لحوالي 2.5 مليار EVs. يبدو هذا كثيرًا ، لكنه أعلى بنسبة 25٪ فقط من عدد خبراء المركبات الكهربائية الذين يعتقدون أن الأمر سيستغرق للوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 .
وهذا لا يشمل حتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف وأي شيء آخر يستخدم الليثيوم- بطارية أيون. في الوقت الحالي ، على الرغم من ذلك ، لا يتم تصنيع معظم بطاريات الليثيوم أيون مع وضع إعادة التدوير في الاعتبار.
التصميمات معقدة وغير قياسية ، ويتم تثبيت المكونات معًا بواسطة مواد لاصقة غير قابلة للتلف تقريبًا. لذلك اليوم ، أقل من 5٪ من بطاريات الليثيوم أيون يُعاد تدويرها.
اللوائح التي تحدد بوضوح من المسؤول عن البطارية المستهلكة وما يجب أن يحدث لها يمكن أن تعزز إعادة التدوير بشكل كبير.
على سبيل المثال ، تخضع بطاريات الرصاص الحمضية عمومًا للوائح صارمة ويتم إعادة تدويرها بمعدلات أعلى بكثير من بطاريات الليثيوم أيون. على مدار القرن المقبل ، سنحتاج إلى إعادة تدوير أعداد ضخمة من بطاريات المركبات الكهربائية ، لذلك يعمل العلماء على جعل عملية إعادة تدوير البطاريات أرخص وأكثر ملاءمة للبيئة.
يستهلك الصهر الكثير من الطاقة ، واعتمادًا على نوع البطارية ، يمكن أن يطلق منتجات ثانوية ضارة. بالإضافة إلى اللوائح والعمليات الصناعية وخياراتنا الفردية ، ستستمر تقنية البطاريات أيضًا في التطور.
هناك بطاريات إثبات صحة يتم تطويرها يمكنها تحويل القوة المادية والصوت المحيط وحتى التبول إلى كهرباء. ولكن إذا كانت أولويتك القصوى هي جعل مصدر قوتك رقم واحد ، فأسف للقول ، لكن البول سينتظر طويلا.
الخاتمة:
تحدثنا اليوم عن البطارية وتاريخ تصنيعها وعوامل تركيبها وتأثيرها والتكوين الداخلي وعوامل البيئة المحيطة بها .