Why your phone battery gets worse over time - George Zaidan

Translator: Sara Mohammadkhani Reviewer: Pedram Pourasgari

A drop of gasoline, a match, and a battery, all store energy—

یک قطره بنزین، کبریت و باتری، همگی انرژی در خود دارند

but, after each expends its energy, only the battery is recyclable.

اما بعد از مصرف شدن انرژی همه آن‌ها، فقط باتری قابل بازیافت است.

That's because, chemically speaking,

به همین دلیل است که از نظر شیمیایی،

a dead battery is actually not that different from a fresh one.

یک باتری مصرف‌شده تفاوت چندانی با یک باتری نو ندارد.

Most of the batteries we use today take advantage

بیشتر باتری‌هایی که امروزه استفاده می‌کنیم

of the fact that some metals like to release electrons

از این مزیت بهره می‌برند که برخی فلزات تمایل به از دست دادن الکترون داشته

and others like to accept them.

و برخی دیگر تمایل به بدست آوردن الکترون دارند.

For example, in a typical alkaline double-A battery,

مثلاً، در یک باتری آلکالاین AA متداول

zinc metal reacts with hydroxide ions,

فلز روی با یون‌های هیکدروکسید واکنش می‌دهد،

changing into zinc oxide and releasing electrons at the negative terminal.

و به اکسید روی تبدیل می‌شود و در قطب منفی الکترون آزاد می‌کند.

The electrons travel through, say, a light bulb,

الکترون‌ها از طریق چیزی مشابه یک لامپ عبور می‌کنند،

and then return to the battery at the positive terminal,

و به پایانه مثبت باتری برمی‌گردند،

where they’re accepted by manganese dioxide.

جایی که به منیزیم اکسید برخورد می‌کنند.

Different batteries use different combinations of metals,

باتری‌های گوناگون از ترکیب‌های متفاوتی از فلزات ساخته شده‌اند،

and sometimes non-metals like graphite,

و حتی گاهی مواد غیرفلزی همچون گرافیت،

but the basic idea is to use a pair of chemical reactions

اما ایده کلی استفاده از یک جفت واکنش شیمیایی است

to generate a stream of electrons.

تا زنجیره‌ای از الکترون‌ها ساخته شود.

Almost all batteries, even single-use batteries,

تقریباً همه باتری‌ها، حتی باتری‌های یک‌بار مصرف،

are theoretically rechargeable.

از دیدگاه تئوری، قابل شارژ هستند.

That's because the metals and other chemicals are still right there.

زیرا فلزات و سایر مواد شیمیایی هنوز آنجا هستند.

That’s very different than in, say, gasoline,

این موضوع با بنزین کاملاً متفاوت است،

where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases.

که مولکول‌های هیدروکربن مایع به گاز تبدیل می‌شود.

You can't convert exhaust back into gasoline,

نمی‌توان اگزوز را به بنزین بازگرداند،

but, with some work you can convert, say, zinc oxide back to zinc.

اما با کمی تلاش، می‌توان اکسید روی را به روی تبدیل کرد.

So then what's the difference between these and these?

پس تفاوت این دو چیست؟

The short answer is that trying to recharge a single-use battery

پاسخ ساده این است که شارژ کردن مجدد باتری یک‌بار مصرف

doesn’t just force these reactions to run in reverse.

تنها به انجام برعکس این واکنش‌ها منتهی نمی‌شود.

It also results in a bunch of side reactions that produce

بلکه واکنش‌های جانبی رخ می‌دهد که منجر به

useless contaminants,

تولید آلاینده‌های بی‌فایده،

reducing a battery’s capacity;

کاهش ظرفیت باتری،

and it could even damage the internal structure of the battery,

و حتی منجر به آسیب به ساختار درونی باتری می‌شود،

leading to a loss of electrical contact and failure.

که به کاهش تماس الکترون‌ها و شکست منتهی می‌شود.

Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues.

باتری‌های قابل شارژ به منظور جلوگیری از این مشکل ساخته شده‌اند.

Look at this lithium-ion battery.

به این باتری یون لیتیم نگاه کنید.

Both sides have an atomic-level structure that you can imagine as lots of docks.

هر دو طرف ساختاری در سطح اتم دارند که می‌توان آن را همچون اسکله در نظر گرفت.

So when the battery is powering something,

پس هنگامی که باتری چیزی را تغذیه می‌کند،

the lithium “ships” give up their electrons to power the circuit,

حامل‌های لیتیوم الکترون‌ها را برای تغذیه مدار استفاده می‌کنند،

and then sail over to the other side of the battery,

و به سمت دیگر باتری باز می‌گردند،

dock in an orderly, organized way,

و با نظم مشخصی سر جای خود قرار می‌گیرند،

and meet up with their now-lower-energy electrons.

و با الکترون‌های کم‌انرژی مواجه می‌شوند،

When the battery is being charged, the opposite happens.

هنگامی که باتری شارژ می‌شود، خلاف این موضوع رخ می‌دهد.

Over the course of hundreds, sometimes thousands, of charge cycles,

از میان صدها یا شاید هزاران چرخه شارژ شدن باتری‌ها،

some of the lithium ion ships sort of veer off course

برخی از حاملان یون لیتیوم به نوعی از مسیر منحرف می‌شوند

and engage in side reactions,

و در واکنش‌های جانبی مشارکت می‌کنند،

producing stuff that increases the internal resistance of the battery,

و چیزهایی تولید می‌کنند که مقاومت درونی باتری را افزایش می‌دهد،

which in turn makes it lose efficiency and power

که باعث کاهش بهره‌وری و قدرت باتری می‌شود

until it inevitably dies.

تا جایی که در نهایت از بین برود.

Even when that happens, you can bring dead batteries back to life—

حتی با وجود این اتفاق هم می‌توان باتری‌های خراب را به زندگی برگرداند.

whether they’re rechargeable or not— by recycling them.

چه قابل شارژ باشند، چه نه، از طریق بازیافت آن‌ها.

The heart of most battery recycling is a process called smelting,

گداختن، اصلی‌ترین بخش فرآیند بازیافت باتری است،

which is basically just melting the metallic parts.

که در واقع، ذوب کردن بخش‌های فلزی باتری است.

This drives off impurities,

که ناخالصی‌ها را از بین می‌برد،

returning metals back to their initial, orderly state.

و فلزات را به حالت اولیه و منظم خود باز می‌گردانند.

Unfortunately, in many countries you can’t just toss household batteries

متاسفانه، در بیشتر کشورها نمی‌توانید فقط باتری‌ها را

in with your regular recycling.

با سایر زباله‌های روزمره دور بیندازید.

You have to take them to a battery collection point or recycling center.

بلکه باید آن‌ها را به محل جمع‌آوری باتری یا مرکز بازیافت ببرید.

Same goes for more complicated rechargeable batteries:

این روند برای باتری‌هایی با بازیافت پیچیده‌تر یکسان است.

you need to bring them to a collection point

باید آن‌ها را به سطح بازیافت شدن رساند

or send them back to the company you bought them from.

یا آن‌ها را به کارخانه بازگرداند.

It’s a pain, but absolutely worth the time and effort,

کمی سخت است، اما قطعاً ارزش وقت و تلاشش را دارد،

because recycling batteries is critical.

زیرا بازیافت باتری‌ها بسیار مهم است.

Not only does it prevent potentially toxic battery metals

نه تنها مانع نشت فلزات سمی باتری

from leaking into the environment,

به محیط زیست می‌شود،

it conserves scarce— and vital— resources.

بلکه منابع کمیاب و حیاتی را حفظ می‌کند.

Earth has about 22 million tons of lithium—

زمین حدود ۲۲ میلیون تن لیتیم در خود جای داده است،

enough for about 2.5 billion EVs.

که برای حدود ۲.۵ میلیارد خودروی الکتریکی کافی است.

That sounds like plenty, but it’s only 25% higher than the number of EVs

زیاد به نظر می‌رسد، اما تنها ۲۵% بیشتر از تعداد خودروهایی است

experts believe it’ll take to reach net zero emissions by 2050,

که به عقیده دانشمندان، برای صفر شدن آلایندگی تا سال ۲۰۵۰ لازم است،

and that doesn’t even account for laptops, phones, and anything else

و این حتی شامل لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه و هر چیز دیگری که

that uses a lithium-ion battery.

از باتری لیتیوم-یون استفاده کند، نمی‌شود.

Currently, though, most lithium-ion batteries are not manufactured

با این همه، در حال حاضر، بیشتر باتری‌های لیتیمی با هدف بازیافت

with recycling in mind.

تولید نشده‌اند.

The designs are intricate and non-standard,

طراحی‌ها پیچیده و غیراستاندارد هستند.

and the components are held together by almost indestructible glues.

و ترکیباتشان تقریباً با چسب‌های خراب‌نشدنی به یکدیگر متصل شده‌اند.

So today, less than 5% of lithium-ion batteries are recycled.

پس، امروزه، کمتر از ۵% از باتری‌های لیتیوم-یون قابل بازیافتند.

Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery

قوانینی که به وضوح تعریف می‌کنند که چه کسی مسئول یک باتری مصرف‌شده است

and what should happen to it can boost recycling dramatically.

و باید با آن چه کرد، کمک زیادی به بازیافت می‌کند.

For example, lead-acid batteries are generally subject to stringent regulations

مثلاً، باتری‌های سرب اسیدی شامل مقررات سخت‌گیرانه‌ای هستند

and are recycled at much higher rates than lithium-ion batteries.

و نسبت به باتری‌های لیتیمی با درصد بیشتری بازیافت می‌شوند.

Over the next century, we’ll need to recycle huge numbers of EV batteries,

در طول قرن آینده، نیاز به بازیافت تعداد زیادی باتری خودروی برقی خواهیم داشت.

so scientists are working on making the battery recycling process cheaper

پس، دانشمندان در تلاش‌اند تا فرآیند بازیافت باتری را ارزان‌تر

and more environmentally friendly.

و با محیط زیست سازگارتر کنند.

Smelting uses a lot of energy and, depending on the type of battery,

گداختن انرژی بسیاری زیادی مصرف می‌کند و بسته به نوع باتری

can release harmful by-products.

می‌تواند محصولات جانبی مضری آزاد کند.

In addition to regulations, industrial processes, and our own individual choices,

علاوه بر مقررات، فرآیندهای صنعتی و انتخاب‌های شخصی خودمان،

battery tech will also continue to evolve.

فناوری باتری توسعه خواهد یافت.

There are proof-of-concept batteries being developed that can convert

باتری‌های اثبات‌شده‌ای در حال توسعه هستند که می‌توانند

physical force, ambient sound, and even pee into electricity.

نیروی فیزیکی، صدای محیط و حتی ادرار را به برق تبدیل کنند.

But if your top priority is to make your number one source of power, number one,

اما اگر می‌خواهید منبع اول نیروی‌تان را از «شماره یک» خود تأمین کنید،

sorry to say, but urine for a long wait.

ببخشید که این را می‌گویم، اما برای ادرار قبل از یک انتظار طولانی آماده شوید.