How batteries work - Adam Jacobson

Pin hoạt động ra sao? - Adam Jacobson

Translator: Tan Doan Nhut

You probably know the feeling.

Bạn chắc chắn hiểu cảm giác.

Your phone utters its final plaintive "bleep"

Khi điện thoại của bạn phát ra tiếng não nề cuối cùng "bleep"

and cuts out in the middle of your call.

và cắt ngang bạn giữa cuộc gọi.

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

Vào lúc đó, có lẽ bạn chỉ muốn ném phắt viên pin đi

than singing its praises,

hơn là cám ơn ca ngợi nó,

but batteries are a triumph of science.

nhưng những viên pin thật sự là một thành tựu khoa học.

They allow smartphones and other technologies to exist

Chúng cho phép điện thoại thông minh và những công nghệ khác tồn tại

without anchoring us to an infernal tangle of power cables.

mà không cần gắn chặt chúng ta vào mớ dây nguồn rối rắm.

Yet even the best batteries will diminish daily,

Nhưng ngay cả những viên pin tốt nhất cũng cạn năng lượng mỗi ngày,

slowly losing capacity until they finally die.

mất dần dung lượng cho đến khi chúng chết hẳn.

So why does this happen,

Vậy tại sao điều này xảy ra,

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

và thế nào mà ban đầu những viên pin lại chứa được một năng lượng thật lớn?

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

Tất cả bắt đầu vào những năm 1780 với hai nhà khoa học người Ý,

Luigi Galvani and Alessandro Volta,

Luigi Galvani và Alessandro Volta,

and a frog.

cùng với một con ếch.

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

Truyền thuyết kể rằng khi Galvani đang nghiên cứu về chân ếch,

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

ông dùng một dụng cụ kim loại cọ lên những dây thần kinh của ếch

making the leg muscles jerk.

khiến cơ bắp nó co giật.

Galvani called this animal electricity,

Galvani gọi đó là điện thân thể,

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

tin rằng nó có thể được chứa trong nhiều dạng sống.

But Volta disagreed,

Nhưng Volta không đồng ý,

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

phản đối rằng chính kim loại làm chân ếch co lại.

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

Cuộc tranh luận cuối cùng cũng kết thúc bằng thí nghiệm đột phá của Volta.

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

Ông thí nghiệm ý tưởng của mình với một chồng xen kẽ các lớp đồng và kẽm,

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

ngăn cách chúng bằng giấy hoặc vải có tẩm dung dịch muối.

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

Những gì xảy ra trong viên pin của Volta hiện nay được gọi là oxi hoá-khử.

The zinc oxidizes, which means it loses electrons,

Kẽm bị oxi hoá nghĩa là nó mất đi electron,

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

sau đó, trong quá trình khử, ion trong nước nhận electron,

producing hydrogen gas.

tạo ra khí hydro.

Volta would have been shocked to learn that last bit.

Volta có lẽ sẽ sốc khi biết về kết luận thứ hai.

He thought the reaction was happening in the copper,

Ông tường rằng phản ứng xảy ra ở đồng,

rather than the solution.

thay vì trong dung dịch.

None the less, we honor Volta's discovery today

Tuy vậy, ngày nay chúng ta vẫn trân trọng phát hiện của Volta

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

bằng cách đặt tên đơn vị chuẩn của điện thế là "volt".

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

Vòng tuần hoàn oxi hoá-khử tạo ra dòng điện giữa hai chất

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

và nếu bạn gắn một bóng đèn hoặc máy hút bụi giữa chúng,

you'll give it power.

bạn sẽ tạo ra năng lượng cho nó.

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

Từ những năm 1700, các nhà khoa học đã phát triển thiết kế của Volta.

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

Họ thay thế dung dịch bằng viên pin khô chứa những chất đặc quánh,

but the principle is the same.

nhưng nguyên lí thì vẫn như vậy.

A metal oxidizes, sending electrons to do some work

Kim loại bị oxi hoá sẽ gửi đi những electron để làm một số việc

before they are regained by a substance being reduced.

trước khi chúng bị thu lại bởi quá trình khử.

But any battery has a finite supply of metal,

Nhưng lượng kim loại của viên pin nào cũng có giới hạn,

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

và khi chúng bị oxi hoá gần hết , viên pin sẽ "ra đi".

So rechargeable batteries give us a temporary solution to this problem

Cho nên, một viên pin sạc mang đến giải pháp tạm thời cho vấn đề này

by making the oxidation-reduction process reversible.

bằng cách làm cho phản ứng oxi hóa-khử xảy ra theo chiều ngược lại.

Electrons can flow back in the opposite direction

Electron có thể được phải phóng theo chiều ngược lại

with the application of electricity.

bằng cách đặt vào đó một dòng điện.

Plugging in a charger draws the electricity from a wall outlet

Cắm sạc vào ổ cắm trên tường để lấy điện

that drives the reaction to regenerate the metal,

sẽ làm xảy ra phản ứng để tái tạo kim loại,

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

tạo ra nhiều electron sẵn sàng bị oxi hóa trong lần dùng kế tiếp.

But even rechargeable batteries don't last forever.

Nhưng cũng không thể sạc được mãi mãi.

Over time, the repetition of this process causes imperfections

Việc lặp đi lặp lại quá trình này theo thời gian tạo ra những khiếm khuyết

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

và sự nhấp nhô trên bề mặt kim loại ngăn cản chúng bị oxi hóa hoàn toàn.

The electrons are no longer available to flow through a circuit

Electron không thể tiếp tục chạy thông suốt trong mạch

and the battery dies.

và viên pin sẽ chết.

Some everyday rechargeable batteries

Qua những lần nạp lại mỗi ngày

will die after only hundreds of discharge-recharge cycles,

pin sẽ hỏng chỉ sau vài trăm chu kì nạp-xả,

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

nhưng một viên pin mới và tiên tiến hơn có thể duy trì và dùng được vài ngàn lần.

Batteries of the future may be light, thin sheets

Pin tương lai sẽ là những tấm nhẹ, mỏng

that operate on the principles of quantum physics

hoạt động dựa trên nguyên lí của vật lí lượng tử

and last for hundreds of thousands of charge cycles.

và chịu được hàng trăm ngàn lần sạc.

But until scientists find a way to take advantage of motion

Nhưng trong khi các nhà khoa học vẫn tìm cách lợi dụng sự chuyển động

to recharge your cell battery, like cars do,

để sạc lại viên pin của bạn, như kiểu của xe hơi,

or fit solar panels somewhere on your device,

hay lắp pin mặt trời vào đâu đó trong thiết bị của bạn,

plugging your charger into the wall,

hãy cắm cục sạc của bạn vào tường,

rather than expending one battery to charge another

thay vì dùng một viên pin để sạc một viên khác

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

là cách tốt nhất để ngăn chặn tiếng "bleep" chết người.