Bateriilor

“Trebuie să ne oprim la o staţie de reîncărcăre a bateriilor” spuse Lily deodată, ieşind de pe Autostrada Soarelui şi intrând pe drumul European E15. Cei doi prieteni părăseau Parisul şi se îndreptau către Como, oraşul de reşedinţa  a lui Alessandro Volta, inventatorul bateriilor.

“De ce n-ai spus asta mai devreme?” s-a plâns Max, privind înainte la drumul neaglomerat din faţa lor. “Probabil că am trecut de cel puţin trei staţii de reîncărcare în timp ce traversam oraşul”. Lily a continuat să conducă păstrându-şi calmul. ”Vom găsi una în drumul nostru” l-a asigurat ea.

Jumătate de ora mai târziu, după ce au trecut de Fontaimbleau, au găsit o staţie de încărcare pe drumul European şi Lyli a oprit să alimenteze. Amândoi au ieşit din maşina şi au conectat cablul de alimentare a maşinii la priza de reîncărcare. “15 minute până se încarcă complet” a anunţat Lyli.”Ce? Acasa avem un sistem de incărcare rapid; facem o încărcare în jumătate din acest timp” zise Max. “Ce atâta grabă?” replică Lily. ”Să mergem şi să facem o plimbare prin împrejurimi, natura e aşa frumoasă pe aici. E o pădure în apropiere.”

Max n-a luat în considerare propunerea lui Lily din moment ce vroia şă-şi încarce laptopul undeva. Lily l-a informat ca staţia de reîncârcare a bateriilor pentru maşini nu e potrivită pentru încărcarea altor dispositive. Dar Max a replicat că principiul de bază este acelaşi.

Toate bateriile fac acelaşi lucru: ele transformă energia chimică stocată în ele în energie electrică. 

Toate au două borne, una pozitivă şi alta negativă, numite electrozi, care sunt realizate din materiale speciale. De asemenea, există un material care le separă, electrolitul. Electroliţii au  o proprietate specială: conţin multe sarcini electrice care se pot deplasa în interiorul lor. Sarcinile  pozitive migrează către un electrod  iar sarcinile negative  către celălalt, din cauza unei reacţii chimice care are loc. Acest lucru înseamnă că în interiorul unei baterii avem un flux dirijat de sarcini electrice. Curentul  electric care alimentează un dispozitiv, precum un laptop, este continuarea acestui flux în afara bateriei, printr-un fir electric.

Bateria este consumată atunci când toate sarcinile din electrolit au ajuns la destinaţie pe electrozi; asta se întâmplă când toată energia chimică disponibilă este consumată. 

În timpul incărcării, o baterie primeşte energie electrică de la priză să o transforme înapoi în energie chimică. Sarcinile electrice care intră în electrolit se mişcă acum în direcţie opusă, şi energia electrică este  consumată pentru a  genera energie chimică.

În funcţie de proprietăţile materialelor din care bateriile sunt făcute, capacitatea lor energetică este variabilă, deoarece anumite materiale pot stoca mai multă energie chimică decât altele. Elementul care a fost utilizat pe scară largă pentru transportul și depozitarea sarcinile electrice din interiorul bateriilor este litiul, dar litiul este un metal rar. Materiale avansate au redus timpul de încarcare şi au înlocuit metalele rare de pe planeta noastra, precum litiul, sau cele foarte toxice, precum plumbul, cadmiul sau mercurul. Bateriile noi au electrozii fabricaţi din nanomateriale pe bază de carbon, cum sunt nanotuburile de carbon, şi sunt fără scurgeri deoarece  polimeri conductori  de sarcini electrice  au înlocuit toate componentele lichide.

”Toate lucrurile astea sunt grozave” spuse Lily “dar de unde ai ajuns la concluzia că iţi poţi încărca laptopul aici?”

“Acelaşi proces, aceleaşi materiale, de ce nu?” insista Max uitându-se pe furiş la displayul de încărcare al maşinii care afişa că mai  sunt  5 minute până la încărcarea completă.

“Pentru că acest încărcător ţi-ar prăji laptopul, de aia! Această sursă e prea puternică. Voltajul este imens.”

“Ce este acela un voltaj?” întreabă Max cu inocenţă.

Lily rămase uimită, întrebându-se dacă glumeşte şi apoi a decis să-i răspundă la întrebare.  În primul rând, este vorba de tendinţa sarcinilor electrice de a migra între două puncte, între cei doi electrozi despre care vorbeam. Dacă imaginăm curentul electric ca pe apa care curge într-un râu, voltajul este diferenţa de nivel între două puncte ale acestuia. Aceasta face ca apa să curgă într-o anumită direcţie, exact cum se întâmplă în cazul unei cascade. Diferenţa de înălţime care este folosită pentru a-ţi încărca laptopul este de 220V. Diferenţa de înălţime care  încarcă acum maşina noastră este de mai mult de 500 V. Laptopul tău va fi distrus pentru că nu poate fi alimentat la o putere aşa de mare.

“Aha, deci din cauza voltajului ridicat maşina noastra e deja încărcată?” întreabă Max afişând un zâmbet de superioritate.

Deodată Lily a inţeles că a tachinat-o tot timpul, încercând să evite o plimbare prin pădure. Ea a plecat să se plimbe îndreptându-se către pădure, în timp ce Max striga după ea:  “Aşteaptă! Bateria maşinii este incărcată complet! Intoarce-te! Putem să ne plimbăm la  următoarea staţie de încărcare… după 800 kilometri!”.