Akumuliatoriai

„Mums reikia sustoti krovimo stotelėje,“ – pareiškė Lilė, išsukdama iš „Saulės“ greitkelio ir įvažiuodama į europinį kelią E15. Du bičiuliai palieka Paryžių ir vyksta į Komą – gimtąjį Aleksandro Voltos, akumuliatoriaus išradėjo, miestą.

„Ko nepagalvojai anksčiau? – nepatenkintas suniurzgė Maksas, žiūrėdamas į tuščią kelią priešais. – Mieste pravažiavome bent tris krovimo stoteles.“ Lilė ramiai vairavo toliau. „Rasime pakeliui“, – patikino.

Po pusvalandžio, vos pravažiavę Fontenblo, jie pastebėjo gatvėje įrengtą automobilių krovimo stotelę ir Lilė sustojo. Abu išlipo iš automobilio ir įjungė automobilio kištuką į lizdą. „Po penkiolikos minučių akumuliatorius bus visiškai įkrautas“, – pareiškė Lilė. „Ką? Namuose turime greitojo krovimo režimą ir tai trunka dvigubai greičiau“, – pasipiktino Maksas. „Kur taip skubi? – paklausė Lilė. – Pasivaikščiokim, čia tokia graži gamta. Netoliese miškas.“

Maksas sutiko, nes norėjo kur nors įkrauti savo skreitinį kompiuterį. Lilė pareiškė, kad elektromobilių krovimo stotelės nepritaikytos kitiems prietaisams krauti. Maksas paprieštaravo – principas iš esmės toks pat.

Jis ėmė aiškinti, kad akumuliatoriai atlieka tokią pačią funkciją: jie paverčia sukauptą cheminę energiją elektros energija. Visi akumuliatoriai yra su dviem iš specialių medžiagų pagamintais gnybtais – teigiamu ir neigiamu, kurie vadinami elektrodais. Taip pat yra juos atskirianti medžiaga – elektrolitas. Elektrolitas pasižymi ypatinga savybe: jame yra daug judančių elektros krūvių. Dėl cheminės reakcijos teigiami krūviai juda link vieno elektrodo, o neigiami – link kito. Tai reiškia, kad akumuliatoriuje yra kryptingas elektros krūvių srautas. Elektros srovė, tiekianti prietaisui, pavyzdžiui, skreitiniam kompiuteriui, energiją, yra šios srovės tęsinys už akumuliatoriaus ribų laidais.

Akumuliatorius išsieikvoja, kai elektrolite esantys krūviai pasiekia savo paskirties vietą elektroduose. Tai yra kai suvartojama visa cheminė energija.

Kraunamas akumuliatorius ima elektros energiją iš elektros lizdo ir paverčia ją chemine energija. Dabar į elektrolitą patenkantys krūviai juda priešingomis kryptimis ir cheminei energijai kaupti naudojama elektros energija.

Energijos talpa priklauso nuo medžiagų, iš kurių pagamintas akumuliatorius, savybių: kai kurios medžiagos gali išsaugoti daugiau cheminės energijos už kitas. Elektros krūviams pernešti ir kaupti akumuliatoriuose plačiai naudojamas litis. Tačiau litis nėra gausiai randamas cheminis elementas. Todėl pažangiosiomis medžiagomis ne tik sumažinama krovimo trukmė, bet ir pakeičiamos medžiagos, kurios retai sutinkamos mūsų planetoje, pavyzdžiui, litis, arba labai toksiškos, pavyzdžiui, kadmis, švinas ar gyvsidabris. Naujuose akumuliatoriuose naudojami elektrodai, pagaminti iš anglies pagrindo nanomedžiagų, tokių kaip nanovamzdeliai, be to, šie akumuliatoriai yra sandarūs, nes visas skystas dalis pakeičia krūviui laidūs polimerai.

„Jos visos puikios, – tarė Lilė, – bet kodėl nusprendei, kad čia gali įkrauti savo skreitinį kompiuterį?“

„Toks pats procesas, tokios pačios medžiagos – kodėl ne?“ – atkakliai laikėsi savo Maksas, slapčia patikrindamas, kad iki visiško įkrovimo liko tik penkios minutės.

„Todėl, kad šis kroviklis sudegins tavo skreitinį kompiuterį, štai kodėl! Šis šaltinis per stiprus. Didžiulė įtampa!“ – rėžė Lilė.

„Kokio dydžio įtampa?“ – naiviai paklausė Maksas.

Lilė stabtelėjo, tarsi klausdama savęs, ar jis šaiposi, bet nusprendė atsakyti: „Iš esmės elektros krūviai linkę judėti tarp dviejų taškų. Tarp dviejų elektrodų, apie kuriuos kalbėjome. Jei įsivaizduosime, kad elektros srovė yra upe tekantis vanduo, įtampa bus aukščio skirtumas tarp dviejų taškų. Dėl jo vanduo teka tam tikra kryptimi, kaip krioklys. Aukščio skirtumas, naudojamas tavo skreitiniam kompiuteriui krauti, yra 220 voltų. Aukščio skirtumas, kuriuo dabar kraunamas mūsų automobilis, didesnis kaip 500 voltų. Tavo skreitinis kompiuteris bus sunaikintas – jis negali atlaikyti tokios didelės galios.“

„O, tai mūsų automobilis jau įkrautas dėl šios aukštos įtampos?“ – kvailai šypsodamasis paklausė Maksas.

Lilė staiga suprato, kad jis tik erzino ją, bandydamas išvengti ėjimo į mišką. Ji patraukė miško link, bet Maksas šūktelėjo: „Palauk! Automobilio akumuliatorius visiškai įkrautas! Sugrįžk! Bet kada galėsime pasivaikščioti kitoje krovimo stotelėje... už 800 kilometrų!“