Why your phone battery gets worse over time
Video Drive đang bị chặn hoặc tải quá lâu.
Gợi ý: nếu Drive báo “can’t scan”, hãy mở link Drive rồi bấm Play/Download 1 lần.
English • (Click/nhấn giữ để tra từ)
A drop of gasoline, a match, and a battery, all store energy— but, after each expends its energy, only the battery is recyclable. That's because, chemically speaking, a dead battery is actually not that different from a fresh one.
Most of the batteries we use today take advantage of the fact that some metals like to release electrons and others like to accept them.
For example, in a typical alkaline double-A battery, zinc metal reacts with hydroxide ions, changing into zinc oxide and releasing electrons at the negative terminal. The electrons travel through, say, a light bulb, and then return to the battery at the positive terminal, where they’re accepted by manganese dioxide.
Different batteries use different combinations of metals, and sometimes non- metals like graphite, but the basic idea is to use a pair of chemical reactions to generate a stream of electrons.
Almost all batteries, even single-use batteries, are theoretically rechargeable. That's because the metals and other chemicals are still right there. That’s very different than in, say, gasoline, where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases. You can't convert exhaust back into gasoline, but, with some work you can convert, say, zinc oxide back to zinc.
So then what's the difference between these and these?
The short answer is that trying to recharge a single-use battery doesn’t just force these reactions to run in reverse. It also results in a bunch of side reactions that produce useless contaminants, reducing a battery’s capacity; and it could even damage the internal structure of the battery, leading to a loss of electrical contact and failure.
Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues. Look at this lithium-ion battery. Both sides have an atomic-level structure that you can imagine as lots of docks.
So when the battery is powering something, the lithium “ships” give up their electrons to power the circuit, and then sail over to the other side of the battery, dock in an orderly, organized way, and meet up with their now-lower-energy electrons.
When the battery is being charged, the opposite happens. Over the course of hundreds, sometimes thousands, of charge cycles, some of the lithium ion ships sort of veer off course and engage in side reactions, producing stuff that increases the internal resistance of the battery, which in turn makes it lose efficiency and power until it inevitably dies.
Even when that happens, you can bring dead batteries back to life— whether they’re rechargeable or not— by recycling them. The heart of most battery recycling is a process called smelting, which is basically just melting the metallic parts. This drives off impurities, returning metals back to their initial, orderly state.
Unfortunately, in many countries you can’t just toss household batteries in with your regular recycling. You have to take them to a battery collection point or recycling center. Same goes for more complicated rechargeable batteries: you need to bring them to a collection point or send them back to the company you bought them from.
It’s a pain, but absolutely worth the time and effort, because recycling batteries is critical. Not only does it prevent potentially toxic battery metals from leaking into the environment, it conserves scarce— and vital— resources.
Earth has about 22 million tons of lithium— enough for about 2.5 billion EVs. That sounds like plenty, but it’s only 25% higher than the number of EVs experts believe it’ll take to reach net zero emissions by 2050, and that doesn’t even account for laptops, phones, and anything else that uses a lithium-ion battery.
Currently, though, most lithium-ion batteries are not manufactured with recycling in mind. The designs are intricate and non- standard, and the components are held together by almost indestructible glues. So today, less than 5% of lithium-ion batteries are recycled.
Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery and what should happen to it can boost recycling dramatically. For example, lead-acid batteries are generally subject to stringent regulations and are recycled at much higher rates than lithium-ion batteries.
Over the next century, we’ll need to recycle huge numbers of EV batteries, so scientists are working on making the battery recycling process cheaper and more environmentally friendly. Smelting uses a lot of energy and, depending on the type of battery, can release harmful by-products.
In addition to regulations, industrial processes, and our own individual choices, battery tech will also continue to evolve. There are proof-of-concept batteries being developed that can convert physical force, ambient sound, and even pee into electricity.
But if your top priority is to make your number one source of power, number one, sorry to say, but urine for a long wait.
Most of the batteries we use today take advantage of the fact that some metals like to release electrons and others like to accept them.
For example, in a typical alkaline double-A battery, zinc metal reacts with hydroxide ions, changing into zinc oxide and releasing electrons at the negative terminal. The electrons travel through, say, a light bulb, and then return to the battery at the positive terminal, where they’re accepted by manganese dioxide.
Different batteries use different combinations of metals, and sometimes non- metals like graphite, but the basic idea is to use a pair of chemical reactions to generate a stream of electrons.
Almost all batteries, even single-use batteries, are theoretically rechargeable. That's because the metals and other chemicals are still right there. That’s very different than in, say, gasoline, where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases. You can't convert exhaust back into gasoline, but, with some work you can convert, say, zinc oxide back to zinc.
So then what's the difference between these and these?
The short answer is that trying to recharge a single-use battery doesn’t just force these reactions to run in reverse. It also results in a bunch of side reactions that produce useless contaminants, reducing a battery’s capacity; and it could even damage the internal structure of the battery, leading to a loss of electrical contact and failure.
Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues. Look at this lithium-ion battery. Both sides have an atomic-level structure that you can imagine as lots of docks.
So when the battery is powering something, the lithium “ships” give up their electrons to power the circuit, and then sail over to the other side of the battery, dock in an orderly, organized way, and meet up with their now-lower-energy electrons.
When the battery is being charged, the opposite happens. Over the course of hundreds, sometimes thousands, of charge cycles, some of the lithium ion ships sort of veer off course and engage in side reactions, producing stuff that increases the internal resistance of the battery, which in turn makes it lose efficiency and power until it inevitably dies.
Even when that happens, you can bring dead batteries back to life— whether they’re rechargeable or not— by recycling them. The heart of most battery recycling is a process called smelting, which is basically just melting the metallic parts. This drives off impurities, returning metals back to their initial, orderly state.
Unfortunately, in many countries you can’t just toss household batteries in with your regular recycling. You have to take them to a battery collection point or recycling center. Same goes for more complicated rechargeable batteries: you need to bring them to a collection point or send them back to the company you bought them from.
It’s a pain, but absolutely worth the time and effort, because recycling batteries is critical. Not only does it prevent potentially toxic battery metals from leaking into the environment, it conserves scarce— and vital— resources.
Earth has about 22 million tons of lithium— enough for about 2.5 billion EVs. That sounds like plenty, but it’s only 25% higher than the number of EVs experts believe it’ll take to reach net zero emissions by 2050, and that doesn’t even account for laptops, phones, and anything else that uses a lithium-ion battery.
Currently, though, most lithium-ion batteries are not manufactured with recycling in mind. The designs are intricate and non- standard, and the components are held together by almost indestructible glues. So today, less than 5% of lithium-ion batteries are recycled.
Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery and what should happen to it can boost recycling dramatically. For example, lead-acid batteries are generally subject to stringent regulations and are recycled at much higher rates than lithium-ion batteries.
Over the next century, we’ll need to recycle huge numbers of EV batteries, so scientists are working on making the battery recycling process cheaper and more environmentally friendly. Smelting uses a lot of energy and, depending on the type of battery, can release harmful by-products.
In addition to regulations, industrial processes, and our own individual choices, battery tech will also continue to evolve. There are proof-of-concept batteries being developed that can convert physical force, ambient sound, and even pee into electricity.
But if your top priority is to make your number one source of power, number one, sorry to say, but urine for a long wait.
Tiếng Việt • (Click/nhấn giữ để dịch)
Một giọt xăng, que diêm và cục pin, tất cả đều lưu trữ năng lượng— nhưng, sau mỗi lần tiêu hao năng lượng, chỉ có pin là có thể tái chế. Xét khía cạnh hóa học mà nói đó là vì một cục pin chết thật ra không khác mấy so với cục mới.
Đa số cục pin chúng ta dùng ngày nay đều tận dụng lợi thế của thực tế là một số kim loại thích giải phóng các electron và một số khác lại thích nhận chúng.
Ví dụ, trong pin kiềm Double A thông thường, kim loại kẽm phản ứng với các ion hydroxit, chuyển thành oxit kẽm và giải phóng các electron ở cực âm. Các electron di chuyển, chẳng hạn qua một bóng đèn, và sau đó trở về pin ở cực dương, nơi chúng được mangan dioxide chấp nhận.
Các loại pin khác nhau sử dụng các tổ hợp kim loại khác nhau, và đôi khi là phi kim loại như than chì, nhưng ý tưởng cơ bản là sử dụng một cặp phản ứng hóa học để tạo ra dòng electron.
Hầu hết các loại pin, kể cả pin dùng một lần, về mặt lý thuyết đều có thể sạc lại được. Đó là bởi vì các kim loại và hóa chất khác vẫn còn ở đó. Điều đó rất khác so với trong xăng chẳng hạn, nơi các phân tử hydrocacbon lỏng được chuyển thành khí. Bạn không thể chuyển khí thải trở lại thành xăng, với một số công việc, bạn có thể chuyển đổi kẽm oxit trở lại kẽm.
Vậy sự khác biệt giữa những cái này và những cái kia là gì?
Câu trả lời ngắn gọn là việc cố gắng sạc lại pin sử dụng một lần không chỉ khiến những phản ứng này chạy ngược lại, mà nó cũng dẫn đến một loạt phản ứng phụ tạo ra chất gây ô nhiễm vô ích, làm giảm dung lượng pin; và thậm chí có thể làm hỏng cấu trúc bên trong của pin, dẫn đến mất tiếp xúc điện và gây hỏng hóc.
Pin sạc được thiết kế để tránh những vấn đề này. Hãy nhìn cục pin Li-ion này xem. Cả hai phía đều có cấu trúc mức nguyên tử mà trông giống như rất nhiều bến cảng.
Vì vậy, khi pin cấp nguồn cho thứ gì đó, các “tàu” lithi sẽ nhường các electron để cấp nguồn cho mạch điện, sau đó di chuyển sang đầu kia của cục pin, cập bến một cách có trật tự, có tổ chức, và gặp các electron có năng lượng thấp hơn.
Khi pin được sạc, quá trình tương tự xảy ra với đầu kia. Trải qua hàng trăm, đôi khi hàng nghìn chu kỳ sạc, một số ion lithi đi chệch hướng và tham gia vào các phản ứng phụ, sản xuất những thứ làm tăng điện trở bên trong pin, do đó làm cho pin mất hiệu suất và năng lượng cho đến khi nó chết hẳn.
Ngay cả khi điều đó xảy ra, bạn vẫn có thể phục hồi pin đã chết — dù chúng có thể sạc hay không — bằng cách tái chế. Trọng tâm của hầu hết việc tái chế pin là một quá trình gọi là nấu chảy, về cơ bản chỉ làm nóng chảy các bộ phận kim loại. Việc này loại bỏ các tạp chất, đưa kim loại trở lại trạng thái ban đầu, có trật tự.
Thật không may, ở nhiều quốc gia, bạn không thể ném pin gia dụng vào thùng rác tái chế thông thường. Bạn phải đem đến điểm tập kết pin hoặc trung tâm tái chế. Những loại pin sạc phức tạp hơn cũng thế: bạn cần đem chúng đến điểm tập két hoặc gửi chúng trở lại công ty đã sản suất ra chúng.
Mệt mỏi đấy nhưng đáng mà, vì tái chế pin rất quan trọng, Nó không chỉ ngăn các kim loại pin độc hại tiềm tàng rò rỉ ra môi trường, mà còn bảo tồn các nguồn tài nguyên khan hiếm và quan trọng.
Trái Đất có khoảng 22 triệu tấn lithi — đủ cho khoảng 2.5 tỷ EVs. Nghe có vẻ nhiều đấy nhưng chỉ cao hơn 25% so với số lượng xe ô tô điện mà các chuyên gia tin sẽ cần để đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, và đấy còn chưa kể đến laptop, điện thoại và mấy thứ khác nữa sử dụng pin li-ion.
Tuy nhiên, hiện tại, đa số pin li-ion không được sản xuất với mục đích tái chế. Các thiết kế phức tạp và không theo tiêu chuẩn, và các bộ phận dính với nhau bằng loại keo gần như không thể tiêu hủy. Vì vậy, ngày nay, dưới 5% số pin li-ion được tái chế.
Các quy định xác định rõ ràng ai chịu trách nhiệm về pin đã sử dụng và điều gì sẽ xảy ra với nó có thể thúc đẩy mạnh quá trình tái chế. Ví dụ, pin chì-axit thường phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt và có tốc độ tái chế cao hơn nhiều so với pin lithium-ion.
Trong thế kỷ tới, chúng ta sẽ cần tái chế số lượng lớn pin EV, vì vậy các nhà khoa học đang nỗ lực làm cho quy trình tái chế pin rẻ và thân thiện với môi trường hơn. Quá trình nấu chảy cần nhiều năng lượng và tùy thuộc vào loại pin, có thể thải ra các sản phẩm phụ có hại.
Ngoài các quy định, quy trình công nghiệp và lựa chọn cá nhân của chúng ta, công nghệ pin cũng sẽ tiếp tục phát triển. Có những loại pin thử nghiệm đang được phát triển có thể chuyển đổi lực vật lý, âm thanh xung quanh và thậm chí cả nước tiểu thành điện năng.
Nhưng nếu ưu tiên hàng đầu là tạo ra nguồn năng lượng số một của bạn thì tiếc là nước tiểu sẽ phải chờ lâu đấy.
Đa số cục pin chúng ta dùng ngày nay đều tận dụng lợi thế của thực tế là một số kim loại thích giải phóng các electron và một số khác lại thích nhận chúng.
Ví dụ, trong pin kiềm Double A thông thường, kim loại kẽm phản ứng với các ion hydroxit, chuyển thành oxit kẽm và giải phóng các electron ở cực âm. Các electron di chuyển, chẳng hạn qua một bóng đèn, và sau đó trở về pin ở cực dương, nơi chúng được mangan dioxide chấp nhận.
Các loại pin khác nhau sử dụng các tổ hợp kim loại khác nhau, và đôi khi là phi kim loại như than chì, nhưng ý tưởng cơ bản là sử dụng một cặp phản ứng hóa học để tạo ra dòng electron.
Hầu hết các loại pin, kể cả pin dùng một lần, về mặt lý thuyết đều có thể sạc lại được. Đó là bởi vì các kim loại và hóa chất khác vẫn còn ở đó. Điều đó rất khác so với trong xăng chẳng hạn, nơi các phân tử hydrocacbon lỏng được chuyển thành khí. Bạn không thể chuyển khí thải trở lại thành xăng, với một số công việc, bạn có thể chuyển đổi kẽm oxit trở lại kẽm.
Vậy sự khác biệt giữa những cái này và những cái kia là gì?
Câu trả lời ngắn gọn là việc cố gắng sạc lại pin sử dụng một lần không chỉ khiến những phản ứng này chạy ngược lại, mà nó cũng dẫn đến một loạt phản ứng phụ tạo ra chất gây ô nhiễm vô ích, làm giảm dung lượng pin; và thậm chí có thể làm hỏng cấu trúc bên trong của pin, dẫn đến mất tiếp xúc điện và gây hỏng hóc.
Pin sạc được thiết kế để tránh những vấn đề này. Hãy nhìn cục pin Li-ion này xem. Cả hai phía đều có cấu trúc mức nguyên tử mà trông giống như rất nhiều bến cảng.
Vì vậy, khi pin cấp nguồn cho thứ gì đó, các “tàu” lithi sẽ nhường các electron để cấp nguồn cho mạch điện, sau đó di chuyển sang đầu kia của cục pin, cập bến một cách có trật tự, có tổ chức, và gặp các electron có năng lượng thấp hơn.
Khi pin được sạc, quá trình tương tự xảy ra với đầu kia. Trải qua hàng trăm, đôi khi hàng nghìn chu kỳ sạc, một số ion lithi đi chệch hướng và tham gia vào các phản ứng phụ, sản xuất những thứ làm tăng điện trở bên trong pin, do đó làm cho pin mất hiệu suất và năng lượng cho đến khi nó chết hẳn.
Ngay cả khi điều đó xảy ra, bạn vẫn có thể phục hồi pin đã chết — dù chúng có thể sạc hay không — bằng cách tái chế. Trọng tâm của hầu hết việc tái chế pin là một quá trình gọi là nấu chảy, về cơ bản chỉ làm nóng chảy các bộ phận kim loại. Việc này loại bỏ các tạp chất, đưa kim loại trở lại trạng thái ban đầu, có trật tự.
Thật không may, ở nhiều quốc gia, bạn không thể ném pin gia dụng vào thùng rác tái chế thông thường. Bạn phải đem đến điểm tập kết pin hoặc trung tâm tái chế. Những loại pin sạc phức tạp hơn cũng thế: bạn cần đem chúng đến điểm tập két hoặc gửi chúng trở lại công ty đã sản suất ra chúng.
Mệt mỏi đấy nhưng đáng mà, vì tái chế pin rất quan trọng, Nó không chỉ ngăn các kim loại pin độc hại tiềm tàng rò rỉ ra môi trường, mà còn bảo tồn các nguồn tài nguyên khan hiếm và quan trọng.
Trái Đất có khoảng 22 triệu tấn lithi — đủ cho khoảng 2.5 tỷ EVs. Nghe có vẻ nhiều đấy nhưng chỉ cao hơn 25% so với số lượng xe ô tô điện mà các chuyên gia tin sẽ cần để đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, và đấy còn chưa kể đến laptop, điện thoại và mấy thứ khác nữa sử dụng pin li-ion.
Tuy nhiên, hiện tại, đa số pin li-ion không được sản xuất với mục đích tái chế. Các thiết kế phức tạp và không theo tiêu chuẩn, và các bộ phận dính với nhau bằng loại keo gần như không thể tiêu hủy. Vì vậy, ngày nay, dưới 5% số pin li-ion được tái chế.
Các quy định xác định rõ ràng ai chịu trách nhiệm về pin đã sử dụng và điều gì sẽ xảy ra với nó có thể thúc đẩy mạnh quá trình tái chế. Ví dụ, pin chì-axit thường phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt và có tốc độ tái chế cao hơn nhiều so với pin lithium-ion.
Trong thế kỷ tới, chúng ta sẽ cần tái chế số lượng lớn pin EV, vì vậy các nhà khoa học đang nỗ lực làm cho quy trình tái chế pin rẻ và thân thiện với môi trường hơn. Quá trình nấu chảy cần nhiều năng lượng và tùy thuộc vào loại pin, có thể thải ra các sản phẩm phụ có hại.
Ngoài các quy định, quy trình công nghiệp và lựa chọn cá nhân của chúng ta, công nghệ pin cũng sẽ tiếp tục phát triển. Có những loại pin thử nghiệm đang được phát triển có thể chuyển đổi lực vật lý, âm thanh xung quanh và thậm chí cả nước tiểu thành điện năng.
Nhưng nếu ưu tiên hàng đầu là tạo ra nguồn năng lượng số một của bạn thì tiếc là nước tiểu sẽ phải chờ lâu đấy.
English • (Click/nhấn giữ để tra từ)
A drop of gasoline, a match, and a battery, all store energy— but, after each expends its energy, only the battery is recyclable. That's because, chemically speaking, a dead battery is actually not that different from a fresh one.
Most of the batteries we use today take advantage of the fact that some metals like to release electrons and others like to accept them.
For example, in a typical alkaline double-A battery, zinc metal reacts with hydroxide ions, changing into zinc oxide and releasing electrons at the negative terminal. The electrons travel through, say, a light bulb, and then return to the battery at the positive terminal, where they’re accepted by manganese dioxide.
Different batteries use different combinations of metals, and sometimes non- metals like graphite, but the basic idea is to use a pair of chemical reactions to generate a stream of electrons.
Almost all batteries, even single-use batteries, are theoretically rechargeable. That's because the metals and other chemicals are still right there. That’s very different than in, say, gasoline, where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases. You can't convert exhaust back into gasoline, but, with some work you can convert, say, zinc oxide back to zinc.
So then what's the difference between these and these?
The short answer is that trying to recharge a single-use battery doesn’t just force these reactions to run in reverse. It also results in a bunch of side reactions that produce useless contaminants, reducing a battery’s capacity; and it could even damage the internal structure of the battery, leading to a loss of electrical contact and failure.
Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues. Look at this lithium-ion battery. Both sides have an atomic-level structure that you can imagine as lots of docks.
So when the battery is powering something, the lithium “ships” give up their electrons to power the circuit, and then sail over to the other side of the battery, dock in an orderly, organized way, and meet up with their now-lower-energy electrons.
When the battery is being charged, the opposite happens. Over the course of hundreds, sometimes thousands, of charge cycles, some of the lithium ion ships sort of veer off course and engage in side reactions, producing stuff that increases the internal resistance of the battery, which in turn makes it lose efficiency and power until it inevitably dies.
Even when that happens, you can bring dead batteries back to life— whether they’re rechargeable or not— by recycling them. The heart of most battery recycling is a process called smelting, which is basically just melting the metallic parts. This drives off impurities, returning metals back to their initial, orderly state.
Unfortunately, in many countries you can’t just toss household batteries in with your regular recycling. You have to take them to a battery collection point or recycling center. Same goes for more complicated rechargeable batteries: you need to bring them to a collection point or send them back to the company you bought them from.
It’s a pain, but absolutely worth the time and effort, because recycling batteries is critical. Not only does it prevent potentially toxic battery metals from leaking into the environment, it conserves scarce— and vital— resources.
Earth has about 22 million tons of lithium— enough for about 2.5 billion EVs. That sounds like plenty, but it’s only 25% higher than the number of EVs experts believe it’ll take to reach net zero emissions by 2050, and that doesn’t even account for laptops, phones, and anything else that uses a lithium-ion battery.
Currently, though, most lithium-ion batteries are not manufactured with recycling in mind. The designs are intricate and non- standard, and the components are held together by almost indestructible glues. So today, less than 5% of lithium-ion batteries are recycled.
Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery and what should happen to it can boost recycling dramatically. For example, lead-acid batteries are generally subject to stringent regulations and are recycled at much higher rates than lithium-ion batteries.
Over the next century, we’ll need to recycle huge numbers of EV batteries, so scientists are working on making the battery recycling process cheaper and more environmentally friendly. Smelting uses a lot of energy and, depending on the type of battery, can release harmful by-products.
In addition to regulations, industrial processes, and our own individual choices, battery tech will also continue to evolve. There are proof-of-concept batteries being developed that can convert physical force, ambient sound, and even pee into electricity.
But if your top priority is to make your number one source of power, number one, sorry to say, but urine for a long wait.
Most of the batteries we use today take advantage of the fact that some metals like to release electrons and others like to accept them.
For example, in a typical alkaline double-A battery, zinc metal reacts with hydroxide ions, changing into zinc oxide and releasing electrons at the negative terminal. The electrons travel through, say, a light bulb, and then return to the battery at the positive terminal, where they’re accepted by manganese dioxide.
Different batteries use different combinations of metals, and sometimes non- metals like graphite, but the basic idea is to use a pair of chemical reactions to generate a stream of electrons.
Almost all batteries, even single-use batteries, are theoretically rechargeable. That's because the metals and other chemicals are still right there. That’s very different than in, say, gasoline, where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases. You can't convert exhaust back into gasoline, but, with some work you can convert, say, zinc oxide back to zinc.
So then what's the difference between these and these?
The short answer is that trying to recharge a single-use battery doesn’t just force these reactions to run in reverse. It also results in a bunch of side reactions that produce useless contaminants, reducing a battery’s capacity; and it could even damage the internal structure of the battery, leading to a loss of electrical contact and failure.
Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues. Look at this lithium-ion battery. Both sides have an atomic-level structure that you can imagine as lots of docks.
So when the battery is powering something, the lithium “ships” give up their electrons to power the circuit, and then sail over to the other side of the battery, dock in an orderly, organized way, and meet up with their now-lower-energy electrons.
When the battery is being charged, the opposite happens. Over the course of hundreds, sometimes thousands, of charge cycles, some of the lithium ion ships sort of veer off course and engage in side reactions, producing stuff that increases the internal resistance of the battery, which in turn makes it lose efficiency and power until it inevitably dies.
Even when that happens, you can bring dead batteries back to life— whether they’re rechargeable or not— by recycling them. The heart of most battery recycling is a process called smelting, which is basically just melting the metallic parts. This drives off impurities, returning metals back to their initial, orderly state.
Unfortunately, in many countries you can’t just toss household batteries in with your regular recycling. You have to take them to a battery collection point or recycling center. Same goes for more complicated rechargeable batteries: you need to bring them to a collection point or send them back to the company you bought them from.
It’s a pain, but absolutely worth the time and effort, because recycling batteries is critical. Not only does it prevent potentially toxic battery metals from leaking into the environment, it conserves scarce— and vital— resources.
Earth has about 22 million tons of lithium— enough for about 2.5 billion EVs. That sounds like plenty, but it’s only 25% higher than the number of EVs experts believe it’ll take to reach net zero emissions by 2050, and that doesn’t even account for laptops, phones, and anything else that uses a lithium-ion battery.
Currently, though, most lithium-ion batteries are not manufactured with recycling in mind. The designs are intricate and non- standard, and the components are held together by almost indestructible glues. So today, less than 5% of lithium-ion batteries are recycled.
Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery and what should happen to it can boost recycling dramatically. For example, lead-acid batteries are generally subject to stringent regulations and are recycled at much higher rates than lithium-ion batteries.
Over the next century, we’ll need to recycle huge numbers of EV batteries, so scientists are working on making the battery recycling process cheaper and more environmentally friendly. Smelting uses a lot of energy and, depending on the type of battery, can release harmful by-products.
In addition to regulations, industrial processes, and our own individual choices, battery tech will also continue to evolve. There are proof-of-concept batteries being developed that can convert physical force, ambient sound, and even pee into electricity.
But if your top priority is to make your number one source of power, number one, sorry to say, but urine for a long wait.
Tiếng Việt • (Click/nhấn giữ để dịch)
Một giọt xăng, que diêm và cục pin, tất cả đều lưu trữ năng lượng— nhưng, sau mỗi lần tiêu hao năng lượng, chỉ có pin là có thể tái chế. Xét khía cạnh hóa học mà nói đó là vì một cục pin chết thật ra không khác mấy so với cục mới.
Đa số cục pin chúng ta dùng ngày nay đều tận dụng lợi thế của thực tế là một số kim loại thích giải phóng các electron và một số khác lại thích nhận chúng.
Ví dụ, trong pin kiềm Double A thông thường, kim loại kẽm phản ứng với các ion hydroxit, chuyển thành oxit kẽm và giải phóng các electron ở cực âm. Các electron di chuyển, chẳng hạn qua một bóng đèn, và sau đó trở về pin ở cực dương, nơi chúng được mangan dioxide chấp nhận.
Các loại pin khác nhau sử dụng các tổ hợp kim loại khác nhau, và đôi khi là phi kim loại như than chì, nhưng ý tưởng cơ bản là sử dụng một cặp phản ứng hóa học để tạo ra dòng electron.
Hầu hết các loại pin, kể cả pin dùng một lần, về mặt lý thuyết đều có thể sạc lại được. Đó là bởi vì các kim loại và hóa chất khác vẫn còn ở đó. Điều đó rất khác so với trong xăng chẳng hạn, nơi các phân tử hydrocacbon lỏng được chuyển thành khí. Bạn không thể chuyển khí thải trở lại thành xăng, với một số công việc, bạn có thể chuyển đổi kẽm oxit trở lại kẽm.
Vậy sự khác biệt giữa những cái này và những cái kia là gì?
Câu trả lời ngắn gọn là việc cố gắng sạc lại pin sử dụng một lần không chỉ khiến những phản ứng này chạy ngược lại, mà nó cũng dẫn đến một loạt phản ứng phụ tạo ra chất gây ô nhiễm vô ích, làm giảm dung lượng pin; và thậm chí có thể làm hỏng cấu trúc bên trong của pin, dẫn đến mất tiếp xúc điện và gây hỏng hóc.
Pin sạc được thiết kế để tránh những vấn đề này. Hãy nhìn cục pin Li-ion này xem. Cả hai phía đều có cấu trúc mức nguyên tử mà trông giống như rất nhiều bến cảng.
Vì vậy, khi pin cấp nguồn cho thứ gì đó, các “tàu” lithi sẽ nhường các electron để cấp nguồn cho mạch điện, sau đó di chuyển sang đầu kia của cục pin, cập bến một cách có trật tự, có tổ chức, và gặp các electron có năng lượng thấp hơn.
Khi pin được sạc, quá trình tương tự xảy ra với đầu kia. Trải qua hàng trăm, đôi khi hàng nghìn chu kỳ sạc, một số ion lithi đi chệch hướng và tham gia vào các phản ứng phụ, sản xuất những thứ làm tăng điện trở bên trong pin, do đó làm cho pin mất hiệu suất và năng lượng cho đến khi nó chết hẳn.
Ngay cả khi điều đó xảy ra, bạn vẫn có thể phục hồi pin đã chết — dù chúng có thể sạc hay không — bằng cách tái chế. Trọng tâm của hầu hết việc tái chế pin là một quá trình gọi là nấu chảy, về cơ bản chỉ làm nóng chảy các bộ phận kim loại. Việc này loại bỏ các tạp chất, đưa kim loại trở lại trạng thái ban đầu, có trật tự.
Thật không may, ở nhiều quốc gia, bạn không thể ném pin gia dụng vào thùng rác tái chế thông thường. Bạn phải đem đến điểm tập kết pin hoặc trung tâm tái chế. Những loại pin sạc phức tạp hơn cũng thế: bạn cần đem chúng đến điểm tập két hoặc gửi chúng trở lại công ty đã sản suất ra chúng.
Mệt mỏi đấy nhưng đáng mà, vì tái chế pin rất quan trọng, Nó không chỉ ngăn các kim loại pin độc hại tiềm tàng rò rỉ ra môi trường, mà còn bảo tồn các nguồn tài nguyên khan hiếm và quan trọng.
Trái Đất có khoảng 22 triệu tấn lithi — đủ cho khoảng 2.5 tỷ EVs. Nghe có vẻ nhiều đấy nhưng chỉ cao hơn 25% so với số lượng xe ô tô điện mà các chuyên gia tin sẽ cần để đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, và đấy còn chưa kể đến laptop, điện thoại và mấy thứ khác nữa sử dụng pin li-ion.
Tuy nhiên, hiện tại, đa số pin li-ion không được sản xuất với mục đích tái chế. Các thiết kế phức tạp và không theo tiêu chuẩn, và các bộ phận dính với nhau bằng loại keo gần như không thể tiêu hủy. Vì vậy, ngày nay, dưới 5% số pin li-ion được tái chế.
Các quy định xác định rõ ràng ai chịu trách nhiệm về pin đã sử dụng và điều gì sẽ xảy ra với nó có thể thúc đẩy mạnh quá trình tái chế. Ví dụ, pin chì-axit thường phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt và có tốc độ tái chế cao hơn nhiều so với pin lithium-ion.
Trong thế kỷ tới, chúng ta sẽ cần tái chế số lượng lớn pin EV, vì vậy các nhà khoa học đang nỗ lực làm cho quy trình tái chế pin rẻ và thân thiện với môi trường hơn. Quá trình nấu chảy cần nhiều năng lượng và tùy thuộc vào loại pin, có thể thải ra các sản phẩm phụ có hại.
Ngoài các quy định, quy trình công nghiệp và lựa chọn cá nhân của chúng ta, công nghệ pin cũng sẽ tiếp tục phát triển. Có những loại pin thử nghiệm đang được phát triển có thể chuyển đổi lực vật lý, âm thanh xung quanh và thậm chí cả nước tiểu thành điện năng.
Nhưng nếu ưu tiên hàng đầu là tạo ra nguồn năng lượng số một của bạn thì tiếc là nước tiểu sẽ phải chờ lâu đấy.
Đa số cục pin chúng ta dùng ngày nay đều tận dụng lợi thế của thực tế là một số kim loại thích giải phóng các electron và một số khác lại thích nhận chúng.
Ví dụ, trong pin kiềm Double A thông thường, kim loại kẽm phản ứng với các ion hydroxit, chuyển thành oxit kẽm và giải phóng các electron ở cực âm. Các electron di chuyển, chẳng hạn qua một bóng đèn, và sau đó trở về pin ở cực dương, nơi chúng được mangan dioxide chấp nhận.
Các loại pin khác nhau sử dụng các tổ hợp kim loại khác nhau, và đôi khi là phi kim loại như than chì, nhưng ý tưởng cơ bản là sử dụng một cặp phản ứng hóa học để tạo ra dòng electron.
Hầu hết các loại pin, kể cả pin dùng một lần, về mặt lý thuyết đều có thể sạc lại được. Đó là bởi vì các kim loại và hóa chất khác vẫn còn ở đó. Điều đó rất khác so với trong xăng chẳng hạn, nơi các phân tử hydrocacbon lỏng được chuyển thành khí. Bạn không thể chuyển khí thải trở lại thành xăng, với một số công việc, bạn có thể chuyển đổi kẽm oxit trở lại kẽm.
Vậy sự khác biệt giữa những cái này và những cái kia là gì?
Câu trả lời ngắn gọn là việc cố gắng sạc lại pin sử dụng một lần không chỉ khiến những phản ứng này chạy ngược lại, mà nó cũng dẫn đến một loạt phản ứng phụ tạo ra chất gây ô nhiễm vô ích, làm giảm dung lượng pin; và thậm chí có thể làm hỏng cấu trúc bên trong của pin, dẫn đến mất tiếp xúc điện và gây hỏng hóc.
Pin sạc được thiết kế để tránh những vấn đề này. Hãy nhìn cục pin Li-ion này xem. Cả hai phía đều có cấu trúc mức nguyên tử mà trông giống như rất nhiều bến cảng.
Vì vậy, khi pin cấp nguồn cho thứ gì đó, các “tàu” lithi sẽ nhường các electron để cấp nguồn cho mạch điện, sau đó di chuyển sang đầu kia của cục pin, cập bến một cách có trật tự, có tổ chức, và gặp các electron có năng lượng thấp hơn.
Khi pin được sạc, quá trình tương tự xảy ra với đầu kia. Trải qua hàng trăm, đôi khi hàng nghìn chu kỳ sạc, một số ion lithi đi chệch hướng và tham gia vào các phản ứng phụ, sản xuất những thứ làm tăng điện trở bên trong pin, do đó làm cho pin mất hiệu suất và năng lượng cho đến khi nó chết hẳn.
Ngay cả khi điều đó xảy ra, bạn vẫn có thể phục hồi pin đã chết — dù chúng có thể sạc hay không — bằng cách tái chế. Trọng tâm của hầu hết việc tái chế pin là một quá trình gọi là nấu chảy, về cơ bản chỉ làm nóng chảy các bộ phận kim loại. Việc này loại bỏ các tạp chất, đưa kim loại trở lại trạng thái ban đầu, có trật tự.
Thật không may, ở nhiều quốc gia, bạn không thể ném pin gia dụng vào thùng rác tái chế thông thường. Bạn phải đem đến điểm tập kết pin hoặc trung tâm tái chế. Những loại pin sạc phức tạp hơn cũng thế: bạn cần đem chúng đến điểm tập két hoặc gửi chúng trở lại công ty đã sản suất ra chúng.
Mệt mỏi đấy nhưng đáng mà, vì tái chế pin rất quan trọng, Nó không chỉ ngăn các kim loại pin độc hại tiềm tàng rò rỉ ra môi trường, mà còn bảo tồn các nguồn tài nguyên khan hiếm và quan trọng.
Trái Đất có khoảng 22 triệu tấn lithi — đủ cho khoảng 2.5 tỷ EVs. Nghe có vẻ nhiều đấy nhưng chỉ cao hơn 25% so với số lượng xe ô tô điện mà các chuyên gia tin sẽ cần để đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, và đấy còn chưa kể đến laptop, điện thoại và mấy thứ khác nữa sử dụng pin li-ion.
Tuy nhiên, hiện tại, đa số pin li-ion không được sản xuất với mục đích tái chế. Các thiết kế phức tạp và không theo tiêu chuẩn, và các bộ phận dính với nhau bằng loại keo gần như không thể tiêu hủy. Vì vậy, ngày nay, dưới 5% số pin li-ion được tái chế.
Các quy định xác định rõ ràng ai chịu trách nhiệm về pin đã sử dụng và điều gì sẽ xảy ra với nó có thể thúc đẩy mạnh quá trình tái chế. Ví dụ, pin chì-axit thường phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt và có tốc độ tái chế cao hơn nhiều so với pin lithium-ion.
Trong thế kỷ tới, chúng ta sẽ cần tái chế số lượng lớn pin EV, vì vậy các nhà khoa học đang nỗ lực làm cho quy trình tái chế pin rẻ và thân thiện với môi trường hơn. Quá trình nấu chảy cần nhiều năng lượng và tùy thuộc vào loại pin, có thể thải ra các sản phẩm phụ có hại.
Ngoài các quy định, quy trình công nghiệp và lựa chọn cá nhân của chúng ta, công nghệ pin cũng sẽ tiếp tục phát triển. Có những loại pin thử nghiệm đang được phát triển có thể chuyển đổi lực vật lý, âm thanh xung quanh và thậm chí cả nước tiểu thành điện năng.
Nhưng nếu ưu tiên hàng đầu là tạo ra nguồn năng lượng số một của bạn thì tiếc là nước tiểu sẽ phải chờ lâu đấy.
