ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ

«Πρέπει να σταματήσουμε σε ένα σταθμό φόρτισης» ανακοίνωσε η Λίλη, καθώς αφήναν πίσω τους τον «Αυτοκινητόδρομο του Ήλιου»  προς την Ευρωπαϊκή οδό Ε15. Οι δύο φίλοι αποχαιρετούσαν το Παρίσι πηγαίνοντας προς το Κόμο, την γενέτειρα του Αλέξανδρου Βόλτα, εφευρέτη των μπαταριών.

«Γιατί δεν μου το είπες νωρίτερα;» παραπονέθηκε ο Μαξ, κοιτάζοντας τον άδειο δρόμο μπροστά τους. «Πρέπει να έχουμε περάσει τουλάχιστον 3 σταθμούς φόρτισης όσο ήμασταν στην πόλη». Η Λίλη συνέχισε να οδηγεί ατάραχη. «Θα βρούμε στο δρόμο μας» τον διαβεβαίωσε.

Μισή ώρα αργότερα, αφού μόλις είχαν περάσει το Φονταινεμπλώ, βρήκαν ένα σταθμό φόρτισης και η Λίλη σταμάτησε το αυτοκίνητο. Βγήκαν έξω και τοποθέτησαν το βύσμα του αυτοκινήτου στην υποδοχή. «15 λεπτά μέχρι να φορτιστεί τελείως» είπε η Λίλη. «Τι;! Το δικό μου αμάξι στο σπίτι έχει μια γρήγορη λειτουργία και φορτίζει στο μισό χρόνο».  Είπε ο Μαξ. «Γιατί βιάζεσαι;» Ρώτησε η Λίλη. «Ας περπατήσουμε εδώ τριγύρω, κοίτα πόσο όμορφα είναι! Έχει και ένα δάσος εδώ κοντά».

Η ιδέα άρεσε τελικά στον Μαξ καθώς και εκείνος θα ήθελε να φορτίσει τον φορητό του υπολογιστή κάπου. Η Λίλη όμως του εξήγησε ότι οι σταθμοί φόρτισης αυτοκινήτων δεν είναι κατάλληλοι για φόρτιση άλλων συσκευών. Ο Μαξ παρόλα αυτά, υποστήριξε ότι η βασική αρχή είναι η ίδια σε όλες τις μπαταρίες.

Όλες οι μπαταρίες κάνουν το ίδιο πράγμα: μετατρέπουν τη χημική ενέργεια που αποθηκεύουν, σε ηλεκτρική.

Όλες οι μπαταρίες έχουν δύο άκρα, ένα θετικό και ένα αρνητικό -τα ηλεκτρόδια- που είναι φτιαγμένα από συγκεκριμένα υλικά. Ανάμεσά τους, βρίσκεται κάποιο άλλο υλικό που λέγεται ηλεκτρολύτης. Οι ηλεκτρολύτες χαρακτηρίζονται από μια ιδιότητα: Εμπεριέχουν ηλεκτρικά φορτία που μπορούν να κινηθούν ελεύθερα μέσα τους. Οι θετικοί φορείς κινούνται προς το ένα ηλεκτρόδιο και οι αρνητικοί προς το άλλο, λόγω μιας χημικής αντίδρασης που λαμβάνει χώρα. Αυτό σημαίνει ότι μέσα σε μια μπαταρία έχουμε ροή ηλεκτρικών φορτίων. Το ηλεκτρικό ρεύμα που τροφοδοτεί μια συσκευή, όπως ο φορητός υπολογιστής, είναι η συνέχεια της ροής των φορτίων και έξω από την μπαταρία, μέσω ενός καλωδίου.

Η μπαταρία αποφορτίζεται όταν όλα τα φορτία μέσα στον ηλεκτρολύτη, φτάσουν το στόχο τους, δηλαδή το ηλεκτρόδιο. Αυτό συμβαίνει όταν έχουν καταναλώσει όλη τη χημική ενέργεια.

Όταν φορτίζουμε μια μπαταρία, η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται μετατρέπεται σε χημική.  Τα φορτία που εισέρχονται στον ηλεκτρολύτη κινούνται τώρα προς την αντίθετη κατεύθυνση και η ηλεκτρική ενέργεια καταναλώνεται ώστε να αποθηκεύσουμε χημική ενέργεια.

Ανάλογα με τις ιδιότητες των υλικών από τα οποία φτιάχνονται οι μπαταρίες, αλλάζει και η ενεργειακή τους χωρητικότητα, καθώς κάποια υλικά μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερη χημική ενέργεια από άλλα. Το στοιχείο εκείνο που χρησιμοποιείται ευρέως ως μέσο μεταφοράς και αποθήκευσης των ηλεκτρικών φορτίων μέσα σε πολλές μπαταρίες είναι το λίθιο. Το λίθιο δεν είναι ένα συνηθισμένο  υλικό. Τα προηγμένα υλικά έχουν μειώσει τον χρόνο φόρτισης και έχουν αντικαταστήσει υλικά που είναι σχετικά σπάνια στον πλανήτη μας, όπως το λίθιο, ή πολύ τοξικά, όπως το κάδμιο, ο μόλυβδος και ο υδράργυρος. Οι σύγχρονες μπαταρίες έχουν ηλεκτρόδια φτιαγμένα από νάνο-υλικά που έχουν σα βάση τον άνθρακα όπως οι νανοσωλήνες άνθρακα και δεν υπάρχει κίνδυνος διαρροής, καθώς αγώγιμα πολυμερή αντικαθιστούν όλα τα υγρά στοιχεία.

«Καλά είναι όλα αυτά» είπε η Λίλη «Αλλά πως καταλήγεις στο συμπέρασμα ότι μπορείς να φορτίσεις εδώ τον φορητό σου υπολογιστή;»

«Ίδια διαδικασία, ίδια υλικά, γιατί όχι;» επέμεινε ο Μαξ, ενώ έριξε μια κλεφτή ματιά για να σιγουρευτεί ότι απομένουν 5 λεπτά μόνο για να φορτίσει τελείως το αυτοκίνητο.

«Επειδή αυτός ο φορτιστής θα κάψει τον υπολογιστή σου, γι αυτό! Η πηγή αυτή είναι πολύ ισχυρή. Το δυναμικό είναι μεγάλο!»

«Τι είναι το δυναμικό;» ρώτησε δειλά ο Μαξ.

Η Λίλη αφού έκανε μια παύση, διερωτώμενη αν την κοροϊδεύει, αποφάσισε τελικά να απαντήσει. « Βασικά είναι η τάση των ηλεκτρικών φορτίων να κινούνται μεταξύ δυο σημείων. Μεταξύ των δυο ηλεκτροδίων που λέγαμε πριν. Αν φανταστούμε το ηλεκτρικό ρεύμα σαν το νερό που κυλάει σε ένα ποτάμι, το δυναμικό είναι η υψομετρική διαφορά μεταξύ δυο σημείων. Εξαναγκάζει το νερό να κινείται προς μια κατεύθυνση, όπως κάνει ένας καταρράκτης. Η «υψομετρική διαφορά» (διαφορά δυναμικού) που χρειάζεται για να φορτίσεις τον φορητό σου υπολογιστή είναι 220 Volts. Η «υψομετρική διαφορά» που τώρα φορτίζει το αμάξι μας είναι 500 Volts.  Ο υπολογιστής σου θα καταστρεφόταν δε μπορεί να αντέξει τόση τάση».

«Αα, άρα είναι χάρη στο υψηλό δυναμικό που το αμάξι μας φόρτισε ήδη?» ρώτησε πονηρά ο Μαξ.

Η Λίλη ξαφνικά συνειδητοποίησε ότι την κορόιδευε όλη αυτή την ώρα προσπαθώντας να αποφύγει τον περίπατο στο δάσος. Εκείνη άρχισε να περπατάει προς τα εκεί ενώ ο Μαξ της φώναξε: «Στάσου! Η μπαταρία στο αμάξι γέμισε! Γύρνα πίσω! Μπορούμε να πάμε βόλτα στον επόμενο σταθμό φόρτισης… Μόνο άλλα 800 χιλιόμετρα !»