How batteries work - Adam Jacobson

Translator: Thitiporn Ratanapojnard Reviewer: Rawee Ma

You probably know the feeling.

คุณคงจะเข้าใจความรู้สึก

Your phone utters its final plaintive "bleep"

เวลาโทรศัพท์ของคุณส่งเสียง คร่ำครวญครั้งสุดท้าย "ปี๊ป"

and cuts out in the middle of your call.

แล้วตัดสายคุณทิ้งไป โดยที่คุณยังพูดไม่จบ

In that moment, you may feel more like throwing your battery across the room

ตอนนั้น คุณอาจจะอยาก เขวี้ยงแบตเตอรี่ทิ้ง

than singing its praises,

มากกว่าจะชื่นชมมัน

but batteries are a triumph of science.

แต่แบตเตอรี่เป็นชัยชนะ ของวงการวิทยาศาสตร์

They allow smartphones and other technologies to exist

มันทำให้สมาร์ทโฟนและเทคโนโลยีอื่นๆ ทำงานต่อไปได้

without anchoring us to an infernal tangle of power cables.

โดยเราที่ไม่ต้องไปวุ่นวาย กับสายไฟยุ่งเหยิง

Yet even the best batteries will diminish daily,

แต่แบตเตอรี่ที่ดีที่สุด ก็ยังเสื่อมสภาพลงทุกวัน

slowly losing capacity until they finally die.

มันค่อยๆ สูญเสียประสิทธิภาพ และหมดอายุในที่สุด

So why does this happen,

แล้วทำไมมันถึงเป็นอย่างนั้น

and how do our batteries even store so much charge in the first place?

แบตเตอรี่สามารถเก็บประจุไฟฟ้า มากมายได้อย่างไร

It all started in the 1780s with two Italian scientists,

ทุกอย่างเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 1780 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีสองคน

Luigi Galvani and Alessandro Volta,

ลุยจิ กัลวานี และ อเลสซานโดร โวลตา

and a frog.

และกบตัวหนึ่ง

Legend has it that as Galvani was studying a frog's leg,

เล่ากันว่าขณะที่กัลวานีกำลังศึกษาขาของกบ

he brushed a metal instrument up against one of its nerves,

เขาเอาเครื่องมือโลหะ เขี่ยไปที่เส้นประสาทเส้นหนึ่ง

making the leg muscles jerk.

ทำให้กล้ามเนื้อที่ขากบกระตุก

Galvani called this animal electricity,

กัลวานีเรียกมันว่า ไฟฟ้าจากสัตว์

believing that a type of electricity was stored in the very stuff of life.

โดยเชื่อว่าไฟฟ้าประเภทนั้น ถูกเก็บไว้ในสิ่งมีชีวิตทุกอย่าง

But Volta disagreed,

แต่โวลตาไม่เห็นด้วย

arguing that it was the metal itself that made the leg twitch.

แย้งว่าโลหะต่างหากที่ทำให้ขากระตุก

The debate was eventually settled with Volta's groundbreaking experiment.

ในที่สุดการโต้เถียงก็ตกลงกันได้ ด้วยการทดลองสุดล้ำของโวลตา

He tested his idea with a stack of alternating layers of zinc and copper,

เขาทดสอบความคิดของเขา ด้วยแท่งสังกะสีสลับกับทองแดง

separated by paper or cloth soaked in a salt water solution.

คั่นด้วยกระดาษหรือผ้า ชุบด้วยน้ำเกลือ

What happened in Volta's cell is something chemists now call oxidation and reduction.

สิ่งที่เกิดขึ้นในแท่งของโวลตาคือสิ่งที่ นักเคมีเรียกว่า ออกซิเดชั่นและรีดัคชั่น

The zinc oxidizes, which means it loses electrons,

สังกะสีทำปฏิกริยาออกซิไดซ์ ซึ่งก็คือ มันเสียอิเลคตรอน

which are, in turn, gained by the ions in the water in a process called reduction,

ประจุในน้ำรับอิเลคตรอนมา ผ่านทางปฏิกริยารีดัคชั่น

producing hydrogen gas.

แล้วกลายเป็นแกสไฮโดรเจนออกมา

Volta would have been shocked to learn that last bit.

โวลตาอาจจะช็อค ถ้าได้รู้เรื่องสุดท้ายนี่

He thought the reaction was happening in the copper,

เขาคิดว่าปฏิกริยาเกิดขึ้นในสังกะสี

rather than the solution.

ไม่ใช่ในสารละลาย

None the less, we honor Volta's discovery today

อย่างไรก็ตาม ทุกวันนี้ เราให้เกียรติการค้นพบของโวลตา

by naming our standard unit of electric potential "the volt."

ด้วยการตั้งชื่อหน่วยมาตรฐาน ของไฟฟ้าว่า "โวลต์"

This oxidation-reduction cycle creates a flow of electrons between two substances

วงจรออกซิเดชั่น-รีดัคชั่น สร้างกระแสการไหล ของอิเลคตรอนระหว่างสารสองชนิด

and if you hook a lightbulb or vacuum cleaner up between the two,

และถ้าคุณต่อหลอดไฟหรือเครื่องดูดฝุ่น ระหว่างสองสารนี้

you'll give it power.

คุณจะให้พลังงานกับมัน

Since the 1700s, scientists have improved on Volta's design.

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ ได้พัฒนารูปแบบของโวลตา

They've replaced the chemical solution with dry cells filled with chemical paste,

พวกเขาแทนที่สารละลายด้วยเซลล์แห้ง ที่บรรจุด้วยสารเคมีแบบเปียก

but the principle is the same.

แต่หลักการยังคงเหมือนเดิม

A metal oxidizes, sending electrons to do some work

โลหะทำปฏิกริยาออกซิไดซ์ ปล่อยอิเลคตรอนออกทำงาน

before they are regained by a substance being reduced.

และรับอิเลคตรอนกลับมา โดยการเกิดปฏิกริยารีดัคชั่น

But any battery has a finite supply of metal,

แต่แบตเตอรี่มีปริมาณโลหะจำกัด

and once most of it has oxidized, the battery dies.

และเมื่อส่วนใหญ่ถูกออกซิไดซ์ แบตเตอรี่ก็หมด

So rechargeable batteries give us a temporary solution to this problem

แบตเตอรี่ชาร์จได้จึงเป็น การแก้ปัญหาชั่วคราวสำหรับปัญหานี้

by making the oxidation-reduction process reversible.

ด้วยการทำให้ปฏิกริยา ออกซิเดชั่น-รีดัคชั่นย้อนกลับได้

Electrons can flow back in the opposite direction

อิเลคตรอนสามารถไหลย้อน ในทิศทางตรงข้าม

with the application of electricity.

ด้วยการชาร์จไฟ

Plugging in a charger draws the electricity from a wall outlet

การเสียบปลั๊กเพื่อดึงกระแสไฟฟ้า มาจากเต้าไฟที่ผนัง

that drives the reaction to regenerate the metal,

ทำให้เกิดปฏิกริยา สร้างโลหะขึ้นใหม่

making more electrons available for oxidation the next time you need them.

ทำให้มีอิเลคตรอนมากพอสำหรับออกซิเดชั่น เมื่อคุณต้องการมันในครั้งต่อไป

But even rechargeable batteries don't last forever.

ทว่า แม้แต่แบตเตอรี่ชาร์จได้ ก็ไม่คงทนตลอดกาล

Over time, the repetition of this process causes imperfections

เมื่อเวลาผ่านไป การเกิดซ้ำๆของปฏิกริยา ทำให้เกิดความไม่สมบูรณ์

and irregularities in the metal's surface that prevent it from oxidizing properly.

และความไม่สม่ำเสมอที่ผิวโลหะ ทำให้มันไม่สามารถออกซิไดซ์ได้อย่างสมบูรณ์

The electrons are no longer available to flow through a circuit

อิเลคตรอนจะไม่ไหลผ่านวงจรอีก

and the battery dies.

แบตเตอรี่ก็จะเสีย

Some everyday rechargeable batteries

แบตเตอรี่ชาร์จได้บางตัว

will die after only hundreds of discharge-recharge cycles,

จะเสียหลังจากการชาร์จซ้ำ ไม่กี่ร้อยครั้ง

while newer, advanced batteries can survive and function for thousands.

ในขณะที่แบตเตอรี่รุ่นใหม่จะไม่เสีย และใช้งานได้หลายพันครั้ง

Batteries of the future may be light, thin sheets

แบตเตอรี่ในอนาคต อาจจะเป็นแผ่นบางๆ เบาๆ

that operate on the principles of quantum physics

และทำงานด้วยหลักการควอนตัมฟิสิกส์

and last for hundreds of thousands of charge cycles.

ใช้ชาร์จซ้ำได้หลายแสนครั้ง

But until scientists find a way to take advantage of motion

แต่จนกว่านักวิทยาศาสตร์จะหาทาง ใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนที่

to recharge your cell battery, like cars do,

เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ของคุณ เหมือนรถยนต์

or fit solar panels somewhere on your device,

หรือการติดแผ่นโซลาร์เซลล์ บนอุปกรณ์ของคุณ

plugging your charger into the wall,

การเสียบปลั๊กสายชาร์จเข้าที่ผนัง

rather than expending one battery to charge another

แทนที่จะใช้แบตเตอรี่จนหมด

is your best bet to forestall that fatal "bleep."

เป็นวิธีที่ดีที่สุดที่จะป้องกันไม่ให้เกิด "เสียงปิ๊ป" แบตหมดอีก