冬のシカゴは容赦のない場所です。 街中を移動したいですか？ 車を持っていないのですか? 10分間、高くなった電車のプラットフォームに立つ準備をし、生々しい風にできるだけ肌をさらさないようにしましょう。 また気温が0度以下になっていませんか？
私は先週の土曜日（12月30日）、気温が華氏3度（摂氏マイナス16度）まで下がったので、そのプラットフォームの一つで、そのランプの下で震えている自分に気がつきました。 昼食後、レストランのコンセントを乗っ取って携帯電話を100％充電し、次の目的地は繁華街で、慣れない土地なのでGPSを手元に置きながら移動していました。 しかし、そのホームでルートを確認しようとポケットから端末を取り出すと、すでに充電量が激減していたのです。 画面右上の表示が赤く点滅し、”1％…1％…1％”。
なぜかというと、バッテリーは化学反応に依存しており、凍結温度はその反応を遅くしたり止めたりするからです。
リチウム イオン電池は、現代の生活の大部分を支え、ほぼすべての携帯電話に内蔵されている一般的な充電式電池で、個々のリチウム イオンが溶液中を移動して電池の片端（陽極）から反対端（陰極）に向かって電流を放出します。 電池が消耗すると、そのイオンはすべて正極の多孔質グラファイトに埋め込まれる。 ミシガン州のバッテリー テクノロジー スタートアップ企業である Sakti3 の共同設立者兼 CEO の Ann Marie Sastry 氏は、過去の記事で Live Science に語っています。
化学者は、リチウムイオン電池の中で起こる反応を寒さがどのように遅らせるのか、正確にはよく分かっていません。 「低温でのリチウムイオン電池の性能低下をもたらす正確なメカニズムは、まだよく分かっていません」と、電池エンジニアのチームは2011年にJournal of The Electrochemical Societyの論文に書いています。
しかし、極端な寒さがあらゆる種類の電池の反応を遅くすることは、広く事実です。 実際、エンジニアリングのウェブサイトLithiumpros.comが説明するように、低温は室温の下でバッテリーイオンが行う徐放電の種類を防ぐことができます。 しかし、厳しい寒さが電池内部の反応を遅らせたり止めたりしたため、携帯電話が作動し続けるために必要な電流よりも少ない電流を放電していたと、生物医学科学の博士号を持ち、さまざまな学術レベルで化学を教えてきた化学者のアンヌ・マリー・ヘルメンスティン氏は、2017年にthoughtco.comに書いています。 スマホはその弱い放電を、バッテリーがもうすぐ切れるというサインだと解釈し、その後すぐに自らシャットダウンしました
幸い、私はスマホがまだ凍っている間にバッテリーを再充電しようとしなかったのです。 ローレンス・バークレー国立研究所の化学者 Stephen J. Harris が自身の Web サイトで書いているように、非常に寒い気温の下では、リチウムイオンの充電プロセスが恐ろしいほど失敗することがあります。 通常、電池に電流を流すと、負極のグラファイトにある孔にイオンが戻ってくる。 しかし、電池が凍結していると、イオンは黒鉛の中に入っていかない。 しかし、電池が凍結すると、イオンは黒鉛に入らず、溶液の外に出て、固体のリチウムとして黒鉛の表面を覆ってしまう。
私の携帯電話が再び暖かくなったとき、それはとにかく充電を必要としないことを証明しました;それはちょうど反応を可能にするために十分に暖かい温度を必要としていました。 新しく温められたデバイスの電源ボタンを押すと、電源が入り、バッテリーメーターは「94%」を示しました。
Originally published on Live Science.
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