How scientists turn lakes into giant batteries

Translator: Htet Ye Yint Ko Reviewer: Sanntint Tint

As of 2020, the world’s biggest lithium-ion battery

၂၀၂၀ခုနှစ်မှာ ကမ္ဘာ့အကြီးဆုံး လီသီယံအိုင်းယွန်း ဘတ္ထရီကို

is hooked up to the Southern California power grid

ကယ်လီဖိုးနီးယားတောင်ပိုင်းက ဓာတ်အားလိုင်းမှာ ချိတ်ဆက်ခဲ့ပြီး

and can provide 250 million watts of power,

ဝပ်အား သန်း ၂၅၀ခန့်ရှိတဲ့ စွမ်းအင်ကို ထုတ်လုပ်နိုင်ကာ

or enough to power about 250,000 homes.

အိမ်ခြေ ၂သိန်းခွဲခန့်ကို လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ဖြန့်ဖြူးနိုင်ခဲ့ပါတယ်။

But it’s actually not the biggest battery in the world:

တကယ်တမ်းမှာ ကမ္ဘာ့အကြီးဆုံးဆိုတာ ဘတ္ထရီတော့ မဟုတ်ဘဲ

these lakes are.

ရေကန်တွေပဲ ဖြစ်ပါတယ်။

Wait— how can a pair of lakes be a battery?

နေပါဦး- ရေကန်နှစ်ကန်က ဘယ်လိုဖြစ်လို့ ဘတ္ထရီဖြစ်သွားတာလဲ။

To answer that question, it helps to define a battery:

ဒါကို ဖြေဖို့အတွက် ဘတ္ထရီရဲ့ အဓိပ္ပါယ်ကို ဖွင့်ကြည့်ရအောင်။

it’s simply something that stores energy and releases it on demand.

ဘတ္ထရီဆိုတာ စွမ်းအင်ကို သိုလှောင်ထားပြီး အလိုရှိတဲ့အခါ ထုတ်ပေးတဲ့ အရာဖြစ်တယ်။

The lithium-ion batteries that power our phones, laptops, and cars

ငါတို့ ဖုန်း၊လက်ပ်တော့ နဲ့ ကားတွေကို စွမ်းအင်ပေးတဲ့ လီသီယမ်ဘတ္ထရီတွေနဲ့

are just one type.

အတူတူပါပဲ။

They store energy in lithium ions.

သူတို့က စွမ်းအင်ကို လီသီယံအိုင်းယွန်းတွေထဲမှာ သိုလှောင်တယ်။

To release the energy, the ions are separated from their electrons,

စွမ်းအင်ထုတ်တဲ့အခါမှာ အိုင်းယွန်းတွေဆီက အီလက်ထရွန်တွေကို ခွဲထုတ်လိုက်ပြီး

then rejoined at the other end of the battery

ဘတ္ထရီရဲ့ အခြားတစ်ဖက်မှာ ပြန်ပေါင်းစည်းစေကာ

as a new molecule with lower energy.

စွမ်းအင်နည်းတဲ့ မော်လီကျူးအသစ် ဖြစ်သွားပါတယ်။

How do the two lakes store and release energy?

ဒီရေကန်နှစ်ကန်က စွမ်းအင်ကို ဘယ်လိုသိုလှောင်ပြီး ထုတ်လွှတ်ပေးတာလဲ။

First, one is 300 meters higher than the other.

အရင်ဆုံး ကန်တစ်ကန်က နောက်တစ်ကန်ရဲ့ မီတာ ၃၀၀အထက်မှာ ရှိပါတယ်။

Electricity powers pumps that move billions of liters of water

လျှပ်စစ်စွမ်းအင်ကို သုံးပြီး လီတာပေါင်း ဘီလျံနဲ့ချီတဲ့ ရေတွေကို

from the lower lake to the higher one.

အောက်ဘက်ရေကန်ကနေ အပေါ်ကန်ဆီကို တွန်းပို့ပေးပါတယ်။

This stores the energy by giving the water extra gravitational potential energy.

မြေဆွဲအားကြောင့် ဖြစ်တဲ့ အတည်စွမ်းအင်ကို ရေထဲပို့ပြီး စွမ်းအင်သိုလှောင်ပါတယ်။

Then, when there’s high demand for electricity,

တကယ်လို့ လျှပ်စစ်စွမ်းအင်လိုအပ်ချက် များလာပြီဆိုရင်

valves open, releasing the stored energy by letting water flow downhill

စွမ်းအင်ထုတ်ဖို့ ရေတံခါးတွေကိုဖွင့်ပြီး ရေတွေကို အောက်ဘက်ကို စီးဆင်းစေခြင်းဖြင့်

to power 6 giant turbines that can generate 3 billion watts of power

အကြီးစားတာဘိုင် ၆ခုကို လည်ပတ်စေကာ ဝပ်အား ၃ဘီလျံခန့်ရှိတဲ့ စွမ်းအင်ကို

for 10 hours.

၁၀နာရီကြာ ထုတ်နိုင်ပါတယ်။

We’re going to need more and more giant batteries.

ဒီလိုမျိုး ဘတ္ထရီကြီးတွေကို ပို၍ ပို၍ လိုအပ်လာပါလိမ့်မယ်။

That’s because right now, generating enough electricity to power the world

အကြောင်းကတော့ လက်ရှိမှာ ကမ္ဘာကြီးအတွက် စွမ်းအင်အလုံအလောက်ထုတ်ရင်း

produces an unsustainable amount of greenhouse gas:

ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့တွေ ပမာဏအများအပြား ထွက်လာလို့ဖြစ်ပါတယ်။

14 billion tons per year.

၎င်းက တစ်နှစ်ကို တန်ချိန် ၁၄ ဘီလျံထွက်ပါတယ်။

We’ll need to get that number down to net-zero.

အဲဒီ အသားတင်ပမာဏကို သုညအထိ လျှော့ချဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။

But many clean energy sources can’t produce electricity 24/7.

ဒါပေမဲ့ သန့်စင်တဲ့ အရင်းအမြစ်အများစုတွေက မရပ်မနား စွမ်းအင်မထုတ်နိုင်ပါဘူး။

So to make the switch, we need a way to store the electricity until it's needed.

ဒါကြောင့် ခလုတ်အဖြစ်ထားပြီး လျှပ်စစ်ကို မလိုအပ်မချင်း သိုလှောင်ထားဖို့လိုပါတယ်။

That means we need grid-scale batteries:

အဲဒီအတွက် စွမ်းအင်အမြောက်အမြား သိမ်းနိုင်တဲ့ ဘတ္ထရီတွေလိုပါတယ်။

batteries big enough to power multiple cities.

မြို့ကြီးများစွာအတွက် စွမ်းအင်ပေးနိုင်တဲ့ ဘတ္ထရီတွေပေါ့။

Unfortunately, neither of the giant batteries we’ve talked about so far

ကံဆိုးစွာပဲ အခုပြောနေတဲ့ ဘတ္ထရီကြီးတွေထဲက ဘယ်တစ်ခုကမှ

can solve this problem.

ဒီပြဿနာကို မပြေလည်စေနိုင်ပါဘူး။

The two lakes setup requires specific geography, takes up a lot of land,

ဒီကန်နှစ်ကန်အတွက် သင့်တော်တဲ့ မြေအနေအထား၊ မြေအကျယ်အဝန်းအများအပြားနဲ့

and has high upfront costs to build.

တည်ဆောက်စရိတ်ပေါင်းများစွာ လိုအပ်ပါတယ်။

The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,

အခုအချိန်မှာ ကယ်လီဖိုးနီးယားက လီသီယံအိုင်းယွန်းဘတ္ထရီကြီးက

can power about 250,000 homes, yes, but only for an hour.

အိမ်ခြေပေါင်း ၂သိန်းခွဲခန့်ကို စွမ်းအင်ပေးနိုင်ပေမယ့် တစ်နာရီပဲ ခံပါတယ်။

Lithium-ion batteries are great for things that don’t use a lot of power.

လီသီယံအိုင်ယွန်းဘတ္ထရီတွေက စွမ်းအင်အသုံးနည်းတာတွေအတွက် သင့်တော်ပါတယ်။

But to store a lot of energy, they have to be huge and heavy.

ဒါပေမဲ့ စွမ်းအင်အများအပြား သိုလှောင်ရင် သူတို့ကို ကြီးမားလေးလံအောင် ပြုလုပ်ရပါတယ်။

That’s why electric planes aren’t a thing:

ဒါကြောင့် လျှပ်စစ်လေယာဉ်တွေ မရှိတာဖြစ်ပါတယ်။

the best electric plane can only carry two people

အကောင်းဆုံးလျှပ်စစ်လေယာဉ်က လူနှစ်ဦးကိုပဲ သယ်ဆောင်နိုင်ကာ

for about 1,000 kilometers on one charge,

တစ်ခါအားသွင်းရင် ကီလိုမီတာ ၁၀၀၀ပဲ သွားနိုင်ပါတယ်။

or its batteries would be too heavy to fly.

မဟုတ်ရင် ဘတ္ထရီတွေက ပျံသန်းလို့မရအောင် လေးလံနေပါမယ်။

A typical commercial jet can carry 300 people over 14,000 km

ခရီးသည်တင် ဂျက်လေယာဉ်တစ်စီးက ဆီထပ်မဖြည့်ဘဲ လူပေါင်း ၃၀၀ကို ကီလိုမီတာ ၁၄၀၀၀ကျော်အထိ

before refueling.

ပို့ဆောင်နိုင်ပါတယ်။

Lithium-ion batteries also require certain heavy metals to make.

လီသီယံအိုင်းယွန်းဘတ္ထရီတွေကို ပြုလုပ်ဖို့ သတ္ထုပစ္စည်းအချို့ လိုအပ်ပါတယ်။

These resources are limited, and mining them often causes environmental damage.

အဲဒါတွေကို ရနိုင်တဲ့ ရင်းမြစ်က ရှားပါးပြီး တူးဖော်တဲ့အခါမှာ ဂေဟစနစ်ကို ထိခိုက်ပါတယ်။

Inventors all over the world are rising to the challenge

တစ်ကမ္ဘာလုံးက တီထွင်သူတွေ တွေ့ကြုံနေရတဲ့ စိန်ခေါ်မှုက

of making batteries that can meet our needs—

တို့လိုအပ်ချက်နဲ့ ကိုက်ညီတဲ့ ဘတ္ထရီထုတ်လုပ်နိုင်ဖို့ဖြစ်ပြီး

many of them even weirder than the two lakes.

အများစုက ဒီကန်နှစ်ကန်ပုံစံထက် ပိုပြီးအူကြောင်ကြားနိုင်ပါတယ်။

One company is building a skyscraper battery.

ကုမ္ပဏီတစ်ခုဆိုရင် မိုးမျှော်တိုက်ပုံစံ ဘတ္ထရီကို တည်ဆောက်နေပါတယ်။

When the sun is shining, a crane powered by solar energy

နေ‌ရောင်ခြည်ရတဲ့အခါမှာ နေစွမ်းအင်သုံး ဝန်ချီစက်က

piles blocks on top of each other in a tower.

ဘလောက်တုံးတွေကို တိုက်ပေါ် ဆွဲတင်ထားမှာဖြစ်ပါတယ်။

At night, the cranes let gravity pull the blocks down

ညဘက်ရောက်တဲ့အခါ အဲဒီဘလောက်တုံးတွေကို မြေဆွဲအားနဲ့ ပြန်ကျလာစေပြီး

and use the resulting power to spin generators.

ရရှိလာတဲ့ စွမ်းအင်နဲ့ လျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ကို လည်ပတ်စေပါမယ်။

Though there have been some early setbacks,

တချို့သော အားနည်းချက်တွေရှိပေမယ့်

another promising approach involves heating up salts until they melt.

အလားအလာရှိတဲ့ စိတ်ကူးတစ်ခုကတော့ ဆားတွေကို အရည်ပျော်တဲ့အထိ အပူပေးကာ

The molten salt can be stored until there’s a high demand for electricity,

ဆားပျော်ရည်ကို လျှပ်စစ်အသုံးမများခင်အထိ သိုလှောင်ထားပြီး

then used to boil water.

လိုအပ်တဲ့အခါ ရေကို ဆူပွက်စေဖို့ သုံးပါမယ်။

The steam can power turbines that generate electricity.

ထွက်လာတဲ့ ရေငွေ့က တာဘိုင်တွေကို လည်ပတ်စေပြီး စွမ်းအင်ထုတ်နိုင်ပါတယ်။

Another idea: bio-batteries made from paper, powered by bacteria,

နောက်ထပ်စိတ်ကူးတစ်ခုကတော့ ဘက်တီးရီးယားကို သုံးပြီး စက္ကူနဲ့လုပ်တဲ့ ဇီဝဘတ္ထရီဖြစ်ပြီး

and activated by spit.

တံတွေးနဲ့ အသက်ဝင်စေပါမယ်။

Bacteria release energy in the form of electrons when they metabolize glucose,

ဘက်တီးရီးယားက သကြားကို ဖြိုခွဲတဲ့အခါမှာ စွမ်းအင်တွေက အီလက်ထရွန်အဖြစ် ထွက်ပါတယ်။

and at least one species of bacteria can transfer those electrons

ဘက်တီးရီးယားတစ်မျိုးက ဒီအီလက်ထရွန်တွေကို

outside its cells, completing a circuit.

ဆဲလ်ရဲ့ အပြင်ဘက်ကို ပို့ဆောင်ပေးကာ လျှပ်စစ်ပတ်လမ်းဖြစ်စေပါမယ်။

While these batteries won’t power a city, or even a house,

ဒီဘတ္ထရီတွေက မြို့ကြီးတစ်မြို့ ဒါမှမဟုတ် တစ်အိမ်အတွက်တောင် စွမ်းအင်မထုတ်နိုင်ပေမယ့်

they don't have the waste and cost concerns of traditional batteries.

သာမာန်ဘတ္ထရီတွေလောက် အကုန်အကျမများသလို စွန့်ပစ်ပစ္စည်းအထွက်နည်းပါတယ်။

From vast mountain lakes to microscopic bacteria,

တောင်ပေါ်ရေကန်တွေ၊ သေးငယ်တဲ့ ဘက်တီးရီးယားတွေနဲ့

from seawater batteries that bypass the need for heavy metals

ပင်လယ်ရေသုံး ဘတ္ထရီတွေက သတ္ထုကနေ အာကာသမှာ အသုံးပြုတဲ့

to nuclear batteries that power deep space missions,

နျူကလိယဘတ္ထရီအထိ လိုအပ်ချက်တွေအတွက် အစားထိုးနည်းလမ်းဖြစ်လာနိုင်ပါတယ်။

we're constantly rethinking what a battery can be.

ဘယ်အရာက ဘတ္ထရီဖြစ်လာနိုင်မလဲဆိုတာကို ကျွန်တော်တို့အမြဲ စဉ်းစားလျက်ရှိပါတယ်။

The next unlikely battery could be hiding in plain sight—

နောက်ထပ်လာမယ့် ဘတ္ထရီဟာ လူမြင်ကွင်းမှာပဲ ပုန်းကွယ်နေပြီး-

just waiting to be discovered and help us achieve a sustainable future.

ရှာဖွေတွေ့ရှိခံရဖို့ စောင့်ဆိုင်းနေကာ တည်တံ့တဲ့အနာဂတ်ကို ဖော်ဆောင်ပေးပါလိမ့်မယ်။