Why your phone battery gets worse over time - George Zaidan

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Natalia Savvidi

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

Капля бензина, спичка и батарейка — все они хранят энергию,

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

но после того, как они её израсходуют,

только батарейку можно повторно использовать.

That's because, chemically speaking,

А всё потому, что с точки зрения химии

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

разряженная батарейка на самом деле несильно отличается от новой.

Most of the batteries we use today take advantage

Принцип работы большинства используемых сегодня батареек

of the fact that some metals like to release electrons

заключается в том, что некоторые металлы охотно отдают электроны,

and others like to accept them.

а другие — принимают их.

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

Например, в обычной щелочной батарейке типа АА

zinc metal reacts with hydroxide ions,

цинк вступает в реакцию с гидроксид-ионами,

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

в результате чего образуется оксид цинка

и высвобождаются электроны на отрицательном полюсе.

The electrons travel through, say, a light bulb,

Электроны, проходящие, скажем, через вот эту лампочку,

затем возвращаются обратно в батарейку на положительном полюсе,

and then return to the battery at the positive terminal,

where they’re accepted by manganese dioxide.

где поглощаются диоксидом марганца.

Different batteries use different combinations of metals,

В разных элементах питания применяют разные металлы,

and sometimes non-metals like graphite,

а иногда и неметаллы, например графит,

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

но в основе их работы лежат две химические реакции,

to generate a stream of electrons.

в результате которых гененируются потоки электронов.

Almost all batteries, even single-use batteries,

В теории почти все элементы питания, даже одноразовые,

are theoretically rechargeable.

можно перезаряжать.

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

Ведь металлы и другие химические вещества никуда из них не исчезают,

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

в отличие от, например, бензина,

where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases.

в котором молекулы жидких углеводородов превращаются в газы.

You can't convert exhaust back into gasoline,

Превратить выхлопные газы обратно в бензин невозможно,

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

но, приложив некоторые усилия, можно превратить оксид цинка обратно в цинк.

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

Так в чём же тогда разница между этими двумя батарейками?

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

Если коротко: зарядка одноразовой батарейки

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

вовсе не означает, что реакции должны протекать в обратном направлении.

It also results in a bunch of side reactions that produce

Кроме того, попытки зарядить такие батарейки

вызовут цепочку побочных реакций, образующих загрязняющие вещества.

useless contaminants,

reducing a battery’s capacity;

Ёмкость батарейки уменьшится,

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

и может даже повредиться внутренняя структура батарейки,

leading to a loss of electrical contact and failure.

что приведёт к потере электрического контакта и выходу из строя.

Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues.

С перезаряжаемыми аккумуляторами подобных проблем можно избежать.

Look at this lithium-ion battery.

Рассмотрим вот этот литий-ионный аккумулятор.

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

На атомном уровне с обеих сторон аккумулятора

структура состоит из множества микроскопических доков.

So when the battery is powering something,

Когда аккумулятор питает энергией электроприбор,

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

литиевые «корабли» отдают электроны электрической цепи,

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

после чего «переплывают» на другую сторону аккумулятора,

dock in an orderly, organized way,

где пришвартовываются специально организованным образом

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

и встречаются со своими отдавшими энергию электронами.

When the battery is being charged, the opposite happens.

Во время зарядки аккумулятора происходит обратный процесс.

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

В течение сотен, а порой и тысяч, циклов зарядки

some of the lithium ion ships sort of veer off course

некоторые литий-ионные корабли как бы отклоняются от заданного курса

and engage in side reactions,

и вступают в побочные реакции,

producing stuff that increases the internal resistance of the battery,

образующие вещества, которые увеличивают внутреннее сопротивление аккумулятора.

which in turn makes it lose efficiency and power

В результате снижается продолжительность его работы и мощность,

until it inevitably dies.

пока, рано или поздно, аккумулятор не разрядится окончательно.

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

Но даже когда это случится,

вы сможете «вернуть к жизни» разряженные батарейки,

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

независимо от того, перезаряжаемые они или нет —

при помощи вторичной переработки.

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

В основе переработки элементов питания лежит процесс плавления,

which is basically just melting the metallic parts.

когда, по сути, переплавляют металлические компоненты.

This drives off impurities,

Это приводит к удалению примесей,

returning metals back to their initial, orderly state.

возвращая металлы в их первоначальное, упорядоченное состояние.

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

Однако во многих странах вы не можете просто выбрасывать бытовые батарейки

in with your regular recycling.

вместе с обычным мусором.

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

Вы должны сдавать их в пункт приёма или центр утилизации.

То же самое касается и более сложных перезаряжаемых аккумуляторов:

Same goes for more complicated rechargeable batteries:

you need to bring them to a collection point

вы должны сдавать их в пункт приёма

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

или возвращать компании, у которой вы их купили.

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

Это хлопотно, но полностью оправдывает потраченное время и усилия,

because recycling batteries is critical.

потому что переработка батареек очень важна.

Not only does it prevent potentially toxic battery metals

Она не только предотвращает попадание

потенциально токсичных металлов в окружающую среду,

from leaking into the environment,

it conserves scarce— and vital— resources.

но и сохраняет ограниченные и жизненно важные ресурсы.

Earth has about 22 million tons of lithium—

В недрах Земли содержится около 22 миллионов тонн лития —

enough for about 2.5 billion EVs.

этого хватит примерно на 2,5 миллиарда электромобилей.

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

Число внушительное, но это всего лишь на четверть больше

числа электромобилей, которое, согласно экспертам,

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

потребуются для достижения нулевых выбросов к 2050 году.

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

И это без учёта ноутбуков, смартфонов и остальной электроники,

that uses a lithium-ion battery.

в которой применяются литий-ионные батареи.

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

Но в настоящее время большинство литий-ионных аккумуляторов производится

with recycling in mind.

без возможности их вторичной переработки.

The designs are intricate and non-standard,

Они имеют сложное и нестандартное устройство,

and the components are held together by almost indestructible glues.

а компоненты соединены вместе практически неразрушимым клеем.

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

Поэтому сегодня перерабатывается менее 5 % литий-ионных батареек.

Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery

С помощью законов, чётко регулирующих ответственность за отработанные батарейки

and what should happen to it can boost recycling dramatically.

и их утилизацию, можно значительно повысить объёмы переработки батареек.

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

Так, в отношении свинцово-кислотных аккумуляторов действуют строгие законы,

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

поэтому объёмы их переработки куда выше, чем литий-ионных батареек.

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

В ближайшие сто лет нам потребуется переработать

гигантское число аккумуляторов от электромобилей,

so scientists are working on making the battery recycling process cheaper

поэтому учёные трудятся над тем, как удешевить переработку аккумуляторов

and more environmentally friendly.

и сделать её более экологичной.

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

Плавление потребляет огромный объём энергии

и, в зависимости от типа элемента питания,

can release harmful by-products.

в ходе него могут выделяться вредные вещества.

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

В дополнение к законам, производственным процессам

и нашим потребительским предпочтениям,

battery tech will also continue to evolve.

также необходимо развивать технологии производства батареек.

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

Разработаны экспериментальные механизмы генерации электричества

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

с помощью физической силы, из окружающих звуков и даже мочи́!

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

Правда, если вы хотите, чтобы всё буквально работало на моче,

sorry to say, but urine for a long wait.

простите, но придётся очень долго тужиться.