En epey muhtaçlığımız olan anda telefonumuzun ya da bilgisayarımızın şarjının bitmesi, bizleri çok çaresiz bir durumda bırakabiliyor. O denli ki telefon bataryalarının yalnızca 1 günü çıkarıyor olması insanı rahatlatırken öte yandan onları günde 2-3 defa şarj etmek zorunda kalmak sonlarımızın bozulmasına sebep oluyor.
Hızlı şarj seçenekleri olsa bile niye telefonların bataryasını doldurabilmek için genelde saatlerce beklememiz gerekiyor ki? Onun yerine otomobilimize yakıt alır üzere telefonun muhtaçlığı olan tüm enerjiyi bataryaya aktarsak 2-3 dakika ortasında büsbütün dolmuş bir batarya elimizde olmaz mı?
Öncelikle en temeldeki bilgi yanlışını çözelim: Telefon bataryaları, içine elektrik akımını doldurduğumuz tanklar değiller
aslına bakarsan o denli olsalardı, şarjınız bittiğinde telefonunuz fark edilir derecede hafifçe olurdu. Bundan çok bataryaların ortasında, aslında kimyasal tepkimeler gerçekleşiyor. Şu an bile bu içeriğimizi okuduğunuz sırada kelam konusu yansıma gerçekleşir vaziyette.
Bu yansıma şarj edilirken ve şarj boşaltılırken olmak üzere iki biçimde gerçekleşiyor:
İki durumda da anot ve katot nazaranv alıyor. Bunların içindeki iletkenliği ise elektrolitler sağlıyor. Şarj esnasında katot eksi pahası alırken anot, artı bedeli alıyor. Bu sırada elektronların alışverişi sağlanıyor. Telefonu kullandığınız sırada gerçekleşen kimyasal yansımayı, aygıtı şarja taktığınızda ise aksine çeviriyorsunuz. Anot ve katodun rolleri de bu biçimdece değişmiş oluyor.
özetlemek gerekirse telefona elektrik yükleyip kullandıkça harcamaktan bir tık daha karışık şeyler dönüyor. Biz bir daha de en sıradan formuyla devam edelim.
Bu yansımanın bir anda gerçekleşmesi de mümkün değil:
Etki-tepki kuralı burada devreye giriyor. Başınızda canlandırmaya çalışalım. Trafiğin olmadığı bir yolda aracınızla istediğiniz süratte rastgele bir direnç görmeden ilerleyebilirsiniz. Ancak yol doluysa karşınızda bir direnç olacağı için o kadar da süratli gidemezsiniz. Yoksa neticeleri makus olur.
Batarya üzerinde ilerleyen elektronlar, siz hem aygıtı şarj ederken birebir vakitte şarjdan çıkarıp kullanırken hareket hâlinde olur. Bu sırada da üzerinde bulundukları kondüktörden gelen dirençle karşı karşıya kalırlar. Bu da ısı üretir ve telefonu şarj ederken de normal gündelik işlerde kullanırken de ısındığını hissetmemizin niçini budur.
Bu direnç günümüz teknolojisinin limitlerinden ötürü var. Pekala bir daha de telefona tam şarj için muhtaçlığı olan akımı verdik diyelim, ne olur?
Telefona olağandan iki kat fazla akım sağlanırsa elektronlar, bir daha direnç yüzünden iki kat fazla ısı üretecektir. 1 saatte dolan bataryayı da 1 dakikada doldurmaya çalıştırdığımızda bu kabaca 60 dakikada alınabilecek yükü 1 dakikaya sıkıştırmak demek. Bunun kararında olacak şey de aşikâr.
Aklınıza bu noktada Samsung’un patlayan telefonu Galaxy Note 7 gelmiş olabilir. Olağanda lityum telefon bataryalarında fazla ısınmayı önlemek emeliyle devreler bulunur. Bu devrelerin tesirli biçimde ısıyı dağıtabilmesi için de gereğince geniş alana sahip olmaları gerekir. Note 7’nin eksik kalıp felaketlere yol açtığı bahis da buydu, devre için gereğince geniş alan sunmaması ve bu sebeple de ısıyı dağıtmayı becerememesi.
Söz konusu devrenin bir başka kıymetli emeli da termal sızıntıyı önlemek:
Bu durum, ısınan sistemin ısıyı dağıtamamasıyla ve bu sebeple var olanı daha da epeyce beslemesiyle yenidena binerek yanmasına sebep oluyor. Yani az evvel de söylemiş olduğimiz üzere telefona anlık olarak verilen yüksek ölçüdeki akım, bu cins bir yansımaya yol açacak ve aygıtı kullanılamaz hâle getirecektir.
Ama bu biçimde bir durumda aygıtınız için endişelenmenize gerek kalmaz. Çünkü hastane masraflarınız daha fazlaca göze batacaktır.
Yakın vakitte bataryaları kısa müddette dolduracak bir formül keşfedildi:
Elektrikli araçlara odaklanan bu çalışma sonucunda lityum iyon bataryaların fazla yük altında ısınması sıkıntısını çözecek bir usul bulundu. Çalışmayı gerçekleştirenler, batarya için daha geniş bir alan kullanmayı düşünmediler olağan olarak. Onun yerine makine öğreniminin meselelere tahlil olması bekleniyor.
Söz konusu çalışma kapsamında araştırmacılar her cins batarya için, bataryalar zarar görmeden şarj mühletinin nasıl optimize edilebileceğini ve farklı bataryaların hangi şarj hallerinde sorun çıkaracağını gördü. Tahliller kararında kullanılan prosedürde ise bir elektrikli otomobil bataryasının şarjı yüzde 0’dan 90’a yalnızca 10 dakikada çıkarıldı.
Bunun yaygınlaştığını gördüğümüzde elektrikli araçların rekabette güç kazanacağı kuşku götürmez bir gerçek. Öte yandan birebir gelişmeyi akıllı telefonlarda da görmeyi bekliyoruz.
Kaynaklar: Science Focus, The Guardian, Waste Time, Inquisitive Universe
Hızlı şarj seçenekleri olsa bile niye telefonların bataryasını doldurabilmek için genelde saatlerce beklememiz gerekiyor ki? Onun yerine otomobilimize yakıt alır üzere telefonun muhtaçlığı olan tüm enerjiyi bataryaya aktarsak 2-3 dakika ortasında büsbütün dolmuş bir batarya elimizde olmaz mı?
Öncelikle en temeldeki bilgi yanlışını çözelim: Telefon bataryaları, içine elektrik akımını doldurduğumuz tanklar değiller
aslına bakarsan o denli olsalardı, şarjınız bittiğinde telefonunuz fark edilir derecede hafifçe olurdu. Bundan çok bataryaların ortasında, aslında kimyasal tepkimeler gerçekleşiyor. Şu an bile bu içeriğimizi okuduğunuz sırada kelam konusu yansıma gerçekleşir vaziyette.
Bu yansıma şarj edilirken ve şarj boşaltılırken olmak üzere iki biçimde gerçekleşiyor:
İki durumda da anot ve katot nazaranv alıyor. Bunların içindeki iletkenliği ise elektrolitler sağlıyor. Şarj esnasında katot eksi pahası alırken anot, artı bedeli alıyor. Bu sırada elektronların alışverişi sağlanıyor. Telefonu kullandığınız sırada gerçekleşen kimyasal yansımayı, aygıtı şarja taktığınızda ise aksine çeviriyorsunuz. Anot ve katodun rolleri de bu biçimdece değişmiş oluyor.
özetlemek gerekirse telefona elektrik yükleyip kullandıkça harcamaktan bir tık daha karışık şeyler dönüyor. Biz bir daha de en sıradan formuyla devam edelim.
Bu yansımanın bir anda gerçekleşmesi de mümkün değil:
Etki-tepki kuralı burada devreye giriyor. Başınızda canlandırmaya çalışalım. Trafiğin olmadığı bir yolda aracınızla istediğiniz süratte rastgele bir direnç görmeden ilerleyebilirsiniz. Ancak yol doluysa karşınızda bir direnç olacağı için o kadar da süratli gidemezsiniz. Yoksa neticeleri makus olur.
Batarya üzerinde ilerleyen elektronlar, siz hem aygıtı şarj ederken birebir vakitte şarjdan çıkarıp kullanırken hareket hâlinde olur. Bu sırada da üzerinde bulundukları kondüktörden gelen dirençle karşı karşıya kalırlar. Bu da ısı üretir ve telefonu şarj ederken de normal gündelik işlerde kullanırken de ısındığını hissetmemizin niçini budur.
Bu direnç günümüz teknolojisinin limitlerinden ötürü var. Pekala bir daha de telefona tam şarj için muhtaçlığı olan akımı verdik diyelim, ne olur?
Telefona olağandan iki kat fazla akım sağlanırsa elektronlar, bir daha direnç yüzünden iki kat fazla ısı üretecektir. 1 saatte dolan bataryayı da 1 dakikada doldurmaya çalıştırdığımızda bu kabaca 60 dakikada alınabilecek yükü 1 dakikaya sıkıştırmak demek. Bunun kararında olacak şey de aşikâr.
Aklınıza bu noktada Samsung’un patlayan telefonu Galaxy Note 7 gelmiş olabilir. Olağanda lityum telefon bataryalarında fazla ısınmayı önlemek emeliyle devreler bulunur. Bu devrelerin tesirli biçimde ısıyı dağıtabilmesi için de gereğince geniş alana sahip olmaları gerekir. Note 7’nin eksik kalıp felaketlere yol açtığı bahis da buydu, devre için gereğince geniş alan sunmaması ve bu sebeple de ısıyı dağıtmayı becerememesi.
Söz konusu devrenin bir başka kıymetli emeli da termal sızıntıyı önlemek:
Bu durum, ısınan sistemin ısıyı dağıtamamasıyla ve bu sebeple var olanı daha da epeyce beslemesiyle yenidena binerek yanmasına sebep oluyor. Yani az evvel de söylemiş olduğimiz üzere telefona anlık olarak verilen yüksek ölçüdeki akım, bu cins bir yansımaya yol açacak ve aygıtı kullanılamaz hâle getirecektir.
Ama bu biçimde bir durumda aygıtınız için endişelenmenize gerek kalmaz. Çünkü hastane masraflarınız daha fazlaca göze batacaktır.
Yakın vakitte bataryaları kısa müddette dolduracak bir formül keşfedildi:
Elektrikli araçlara odaklanan bu çalışma sonucunda lityum iyon bataryaların fazla yük altında ısınması sıkıntısını çözecek bir usul bulundu. Çalışmayı gerçekleştirenler, batarya için daha geniş bir alan kullanmayı düşünmediler olağan olarak. Onun yerine makine öğreniminin meselelere tahlil olması bekleniyor.
Söz konusu çalışma kapsamında araştırmacılar her cins batarya için, bataryalar zarar görmeden şarj mühletinin nasıl optimize edilebileceğini ve farklı bataryaların hangi şarj hallerinde sorun çıkaracağını gördü. Tahliller kararında kullanılan prosedürde ise bir elektrikli otomobil bataryasının şarjı yüzde 0’dan 90’a yalnızca 10 dakikada çıkarıldı.
Bunun yaygınlaştığını gördüğümüzde elektrikli araçların rekabette güç kazanacağı kuşku götürmez bir gerçek. Öte yandan birebir gelişmeyi akıllı telefonlarda da görmeyi bekliyoruz.
Kaynaklar: Science Focus, The Guardian, Waste Time, Inquisitive Universe