ഉണ്ണിയുടെ കളിപ്പാട്ട പട്ടികയിലെ വിമാനവും കാറുമെല്ലാം പൊടുന്നനെ പണിമടുക്കുമ്പോള്‍ അച്ഛനും അമ്മയുമെല്ലാം പറയും, അത് ബാറ്ററി പോയതാ ഉണ്ണീ...സംഭവം പിടുത്തംകിട്ടാത്ത ഉണ്ണി ഒടുവില്‍ വീട്ടുകാര്‍ക്കൊരു ക്ലാസ് കൊടുത്തു...

എന്നും രാവിലെ എഴുന്നേറ്റ് സ്‌കൂളില്‍ പോകുന്നതിന് മുമ്പ് കൊച്ചച്ചന്‍ ദുബായില്‍ നിന്ന് കൊണ്ടുവന്ന് തന്ന റിമോട്ട് കണ്‍ട്രോള്‍ വിമാനം മുറ്റത്തെ റണ്‍വേയില്‍ നിന്നും പറത്തി തൊടിയിലൂടൊന്ന് കറങ്ങുകയെന്നത് ഉണ്ണിക്കുട്ടന്റെ പതിവാണ്. അന്നും രാവിലെ റിമോട്ടും വിമാനവുമെടുത്ത് കക്ഷി മുറ്റത്തിറങ്ങി. പൈലറ്റിന്റെ ഗൗരവത്തോടെ റിമോട്ടില്‍ ഓണ്‍ ബട്ടണ്‍ അമര്‍ത്തി. ഒന്ന് ഞെരുങ്ങി കഷ്ടപ്പെട്ട് ഒരടി ഉയര്‍ന്ന വിമാനം ദാ മൂക്കുംകുത്തി തലേന്ന് പെയ്ത മഴയില്‍ മുറ്റത്ത് കെട്ടിക്കിടന്ന വെള്ളത്തിലേക്ക്. കഴിഞ്ഞ ആഴ്ച എഞ്ചിന്‍ തകരാറ് മൂലം കടലിലേക്ക് പതിച്ച വിമാനത്തിന്റേത് പോലെ എഞ്ചിനെങ്ങാനും കേട് വന്നിരിക്കുമോ. വെള്ളമെല്ലാം കുടഞ്ഞ് കളഞ്ഞ് ഒന്നുകൂടി ഉണ്ണിക്കുട്ടന്‍ പൈലറ്റ് വിമാനം ഉയര്‍ത്താന്‍ ശ്രമിച്ചു. ഇത്തവണ റണ്‍വേയിലൂടെ ഇത്തിരിദൂരം നിരങ്ങി കരകരാ ശബ്ദമുണ്ടാക്കിയതല്ലാതെ വിമാനം ഉയര്‍ന്നതേയില്ല. ഓടിപ്പോയി മുത്തശ്ശനോട് പരാതി പറഞ്ഞപ്പോള്‍ വിഷമിക്കേണ്ട അതിന്റെ ബാറ്ററി തീര്‍ന്നതാകുമെന്നായിരുന്നു മറുപടി.

മുമ്പും തന്റെ കാറുകളും കളിക്കുന്ന ട്രെയിനുമൊക്കെ ഇങ്ങനെ അനങ്ങാതായപ്പോള്‍ ബാറ്ററി തീര്‍ന്നതാണെന്ന് അച്ഛനും അമ്മയും ചേച്ചിയും മുത്തശ്ശനുമൊക്കെ പറയുന്നത് ഉണ്ണി കേട്ടിട്ടുണ്ട്. അച്ഛന്‍ കടയില്‍ നിന്ന് ബാറ്ററി കൊണ്ടുവന്നിട്ടപ്പോള്‍ ജീവന്‍ തിരിച്ചുകിട്ടിയ സന്തോഷത്തോടെ അവയെല്ലാം ചീറിപ്പാഞ്ഞ് ഓടുന്നതും കണ്ടിട്ടുണ്ട്. ഏതായാലും അതുപോലെ വിമാനവും ശരിയാകുമായിരിക്കുമെന്ന ആശ്വാസത്തില്‍ ഉണ്ണി സ്‌കൂളിലേക്ക് പോകാന്‍ റെഡിയായി. എങ്കിലും ബാറ്ററിയെന്ന സാധനം ഉണ്ണീടെ മനസ്സില്‍ നിന്ന് പോയില്ല. ക്ലോക്കിന്റെ ഓട്ടം നില്‍ക്കുമ്പോഴും വാച്ച് ഓടാതെ വരുമ്പോഴും റിമോട്ടും ഫോണും ലാപ്ടോപ്പുമെക്കെ അനങ്ങാതാകുമ്പോഴും സ്‌കൂട്ടര്‍ സ്റ്റാര്‍ട്ടാകാതെ വരുമ്പോഴും ബാറ്ററി ഇല്ലാത്തതു കൊണ്ടാണെന്നും ബാറ്ററി പ്രശ്നമാണെന്നും പലരും പറഞ്ഞ് ഉണ്ണി കേട്ടിട്ടുണ്ട്.

ബാറ്ററി എന്നാല്‍ അതുപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങള്‍ക്ക് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതിനാവശ്യമായ ഊര്‍ജം നല്‍കുന്ന ഒരു സംഗതിയാണ്

ബാറ്ററി ഇടുമ്പോള്‍ ഇതെല്ലാം വീണ്ടും ഓടിത്തുടങ്ങുന്നത് എങ്ങനെയാണെന്ന് ചോദിച്ചപ്പോള്‍ മുത്തച്ഛനും അമ്മയും അച്ഛനും ചേച്ഛിയുമെല്ലാം കൈ മലര്‍ത്തി. പണ്ട് സ്‌കൂളില്‍ പഠിച്ചതൊക്കെ മറന്നുപോയ ഇവര്‍ക്കാര്‍ക്കും കൃത്യമായൊരു ഉത്തരം അറിയില്ല. എന്തായാലും ബാറ്ററി ഇതിന്റെയെല്ലാം ജീവന്‍ പോലെയാണെന്ന് ഉണ്ണിക്കുട്ടന് മനസിലായി. ബാറ്ററി തീര്‍ന്നാല്‍ ഇവ ചത്തുപോകും, പിന്നേം ബാറ്ററി ഇട്ടാല്‍ ജീവന്‍വെക്കും. സംഗതി കൊള്ളാം. എന്നാല്‍ വൈദ്യന്‍ കല്‍പ്പിച്ചതും രോഗി ഇച്ഛിച്ചതും പാല് എന്ന് പറഞ്ഞതുപോലെ അന്നത്തെ കെമിസ്ട്രി ക്ലാസില്‍ ടീച്ചര്‍ പഠിപ്പിച്ചതും ഉണ്ണിക്കുട്ടന്റെ കളിപ്പാട്ടങ്ങളുടെ ജീവനായ ബാറ്ററിയെ കുറിച്ചാണ്. ബാറ്ററി എന്താണെന്നും എങ്ങനെയാണ് അത് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതെന്നതുമെല്ലാം ടീച്ചര്‍ വിശദീകരിക്കുന്നത് ഉണ്ണി ശ്രദ്ധയോടെ കേട്ടിരുന്നു. അന്ന് വൈകിട്ട് വീട്ടിലെത്തി വീട്ടുകാര്‍ക്ക് ഉണ്ണിയും ഒരു ക്ലാസെടുത്തു. ക്ലാസ് കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ ബാറ്ററിയുടെ ഒരു പവറേയെന്ന് പറഞ്ഞ് എല്ലാവരും മൂക്കത്ത് വിരല്‍ വെച്ചു. ആ ക്ലാസ് ഇങ്ങനെയായിരുന്നു.

ബാറ്ററിയില്ലാത്ത ലോകം

ബാറ്ററികള്‍ ഇല്ലാത്ത ഒരു ലോകം എങ്ങനെ ആയിരിക്കുമെന്ന് നിങ്ങള്‍ക്ക് സങ്കല്‍പ്പിക്കാനാകുമോ, ഉണ്ണിക്കുട്ടന്റെ ക്ലാസ് തുടങ്ങിയത് ഇങ്ങനെയാണ്. ഫോണ്‍, ലാപ്ടോപ്പ് തുടങ്ങി നമുക്കിന്ന് ഒഴിവാക്കാനാകാത്ത, കൊണ്ടുനടക്കാന്‍ കഴിയുന്ന(മൊബീല്‍) ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപയോഗം ബാറ്ററി ഇല്ലെങ്കില്‍ ഒരു ഇട്ടാവട്ട സ്ഥലത്ത് ഒതുങ്ങും. അതായത് ലാപ്ടോപ്പ് ആയാലും ഫോണ്‍ ആയാലും അതിന്റെ കേബിള്‍ നീളുന്നിടം വരെ മാത്രമേ നമുക്ക് കൊണ്ടുപോകാനാകൂ. ഫോണില്‍ ഗൂഗിള്‍പേ ആപ്പ് ഉണ്ടെന്ന് കരുതി കടയില്‍ പോയി അതുപയോഗിച്ച് സാധനങ്ങള്‍ വാങ്ങാനോ ഉബര്‍ ആപ്പ് ഉണ്ടെന്ന് കരുതി ഏതെങ്കിലും ഒരു സ്ഥലത്ത് പോയി കാറ് വിളിക്കാനോ ഒന്നും പറ്റില്ല. ഹോ, ബാറ്ററി ഇല്ലാത്ത കാര്യം ചിന്തിക്കാന്‍ പോലും പറ്റുന്നില്ലെന്ന് ചേച്ചി പറഞ്ഞപ്പോള്‍ ഉണ്ണിക്കുട്ടന്‍ പറഞ്ഞു, അതെ, ബാറ്ററിയുടെ കണ്ടുപിടിത്തം നമ്മുടെ മഹാഭാഗ്യം തന്നെയാണ്. ഇനി ബാറ്ററി കണ്ടുപിടിച്ച കഥ കേട്ടോളൂ.

അനിമല്‍ ഇലക്ട്രിസിറ്റിയും ആദ്യ ബാറ്ററിയും

ബിസി 150ല്‍ മെസൊപ്പോട്ടാമിയയിലെ പാര്‍ത്തിയന്‍ സംസ്‌കാരത്തില്‍ ബാഗ്ദാദ് ബാറ്ററി എന്നൊരു ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ചെമ്പും ഇരുമ്പ് ഇലക്ട്രോഡുകളും വിനാഗിരിയിലോ സിട്രിക് ആസിഡിലോ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഉപകരണമായിരുന്നു ഇത്. എന്നാല്‍ ബാറ്ററിയുടെ ആദ്യരൂപം ഇതല്ലെന്നാണ് പുരാവസ്തു ഗവേഷകര്‍ കരുതുന്നത്. ഇവ പ്രധാനമായും മതപരമായ ചടങ്ങുകള്‍ക്കാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. പിന്നെ ആരാണ് ബാറ്ററി കണ്ടുപിടിച്ചത്. ആ ക്രെഡിറ്റ് ഇറ്റാലിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ അലെസ്സാന്‍ഡ്രോ വോള്‍ട്ടയ്ക്കുള്ളതാണ്.

തന്റെ ഒരു നിരീക്ഷണം ലൂഗി ഗാല്‍വനിയെന്ന മറ്റൊരു ഇറ്റാലിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന് മനസ്സിലാക്കി കൊടുക്കുന്നതിന് വേണ്ടിയാണ് അദ്ദേഹം ആദ്യ ബാറ്ററിക്ക് രൂപം നല്‍കിയത്. 1780ലാണ് ഈ സംഭവം നടക്കുന്നത്. ചെമ്പിന്റെയോ പിച്ചളയുടെയോ കൊളുത്തില്‍ തൂക്കിയിട്ടിരിക്കുന്ന തവളയുടെ കാലുകള്‍ക്ക് മറ്റൊരു ലോഹം കൊണ്ട് തൊടുമ്പോള്‍ അനക്കം ഉണ്ടാകുന്നതായി ഗാല്‍വനി വോള്‍ട്ടയ്ക്ക് കാണിച്ച് കൊടുത്തു. തവളയുടെ കോശജാലത്തില്‍ നിന്ന് രൂപപ്പെടുന്ന വൈദ്യുതിയാണ് ഈ പ്രതിഭാസത്തിന് കാരണമെന്ന് ഗാല്‍വനി വിശ്വസിച്ചു. അദ്ദേഹമതിനെ അനിമല്‍ ഇലക്ട്രിസിറ്റിയെന്ന് വിളിച്ചു. എന്നാല്‍ ഗാല്‍വനിയുടെ കണ്ടെത്തല്‍ ശരിവെച്ച വോള്‍ട്ട തവളയില്‍ നിന്നല്ല, പരീക്ഷണത്തിനായി ഉപയോഗിച്ച രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങളാണ് വൈദ്യുതപ്രവാഹത്തിന് കാരണമാകുന്നതെന്ന് വിശ്വസിച്ചു. ഇത് തെളിയിക്കുന്നതിനായി വെള്ളിയുടെയും സിങ്കിന്റെയും അടുക്കുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് വോള്‍ട്ട പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തി. ഇതിനിടയില്‍ ഉപ്പുവെള്ളത്തില്‍ മുക്കിയ തുണിയോ പേപ്പറോ തിരുകിയായിരുന്നു പരീക്ഷണങ്ങള്‍. ഈ സംവിധാനത്തിന്റെ ഇരുവശങ്ങളിലും ഇലക്ട്രിക് വയര്‍ ഘടിപ്പിച്ചാല്‍ അതിലൂടെ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കുമെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. മാത്രമല്ല, ഈ സംവിധാനത്തില്‍ പലവിധ ലോഹങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാല്‍ വൈദ്യുതിയുടെ തീവ്രത (വോള്‍ട്ടേജ്) വര്‍ധിപ്പിക്കാമെന്നും അദ്ദേഹത്തിന് മനസ്സിലായി.

തന്റെ കണ്ടെത്തലുകള്‍ വിശദീകരിച്ച് 1800ല്‍ വോള്‍ട്ട ലണ്ടനിലെ റോയല്‍ സൊസൈറ്റിയുടെ അന്നത്തെ പ്രസിഡന്റായിരുന്ന ജോസഫ് ബാങ്ക്സിന് കത്തെഴുതി. അന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്തെ ഞെട്ടിച്ച കണ്ടെത്തലായിരുന്നു അത്.

രാസോര്‍ജ്ജം സംഭരിച്ച് വെച്ച് അതിനെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്ന സംവിധാനമാണ് ബാറ്ററി. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രിയെന്നാണ് ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ശാഖയുടെ പേര്

വൈദ്യുതശേഷി അളക്കുന്നതിനുള്ള ഏകകത്തിന് വോള്‍ട്ട് എന്ന പേര് നല്‍കിയതും വോള്‍ട്ടയുടെ ഈ കണ്ടെത്തലിന് ശാസ്ത്രലോകം നല്‍കിയ അംഗീകാരമാണ്. അന്ന് വോള്‍ട്ട പറഞ്ഞു, 'ലോഹങ്ങളുടെ സമ്പര്‍ക്കം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ശുദ്ധവും ലളിതുവുമായ വൈദ്യുതിയെക്കുറിച്ചുള്ള തന്റെ പഴയതും പുതിയതുമായ കണ്ടെത്തലുകള്‍ ഇത്ര വലിയ ആവേശമുണ്ടാക്കിയത് എന്നെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്നു'. ഒരു സിനിമ കാണുന്ന ആവേശത്തില്‍ ഉണ്ണിയുടെ കഥ കേട്ടിരുന്ന മുത്തച്ഛന്‍ അപ്പോള്‍ ചോദിച്ചു. അല്ല ഉണ്ണീ, അതെങ്ങനെയാ കുറേ ലോഹങ്ങള്‍ കൂട്ടിവെച്ച് അതിനിടയില്‍ തുണി തിരുകിയ സംവിധാനത്തില്‍ നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉണ്ടായേ? അപ്പോള്‍ ഉണ്ണി ആ രഹസ്യവും പറഞ്ഞുകൊടുത്തു.

ബാറ്ററിക്ക് പിന്നിലെ രസതന്ത്രം

രാസോര്‍ജ്ജം സംഭരിച്ച് വെച്ച് അതിനെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്ന സംവിധാനമാണ് ബാറ്ററി. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രിയെന്നാണ് ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ശാഖയുടെ പേര്. ബാറ്ററിക്ക് പിന്നിലെ സംവിധാനത്തിന്റെ പേര് ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ സെല്ലെന്നും. ഒന്നോ അതിലധികമോ സെല്ലുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് നമുക്ക് ബാറ്ററി ഉണ്ടാക്കാം. വോള്‍ട്ട അനവധി ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ സെല്ലുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ബാറ്ററിയാണ് ഉണ്ടാക്കിയത്. ഓരോ സെല്ലിലും രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളും ഇവയ്ക്കിടയില്‍ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുമാണ് ഉള്ളത്. ഒരു സെല്ലില്‍ എങ്ങനെയാണ് വൈദ്യുതി ഉണ്ടാകുന്നത്. അതിനാദ്യം വൈദ്യുതി എന്താണെന്ന് നോക്കാം.

ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒഴുക്ക് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു ഊര്‍ജ്ജ രൂപമാണ് വൈദ്യുതി. ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ സെല്ലിനുള്ളില്‍ ഒരു  ഇലക്ട്രോഡില്‍ സംഭവിക്കുന്ന രാസപ്രക്രിയ മൂലം ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉണ്ടാകുകയും അവ മറ്റേ ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇലക്ട്രോഡുകളോ അതെന്താണെന്ന സംശയം ഉണ്ണിയുടെ ചേച്ചിയെ പോലെ ചിലപ്പോള്‍ നിങ്ങള്‍ക്കുമുണ്ടാകാം. അത് മനസിലാകാന്‍ ബാറ്ററിയുടെ ഘടകങ്ങളിലേക്ക് ഒന്ന് കണ്ണോടിക്കാം.

ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒഴുക്ക് മൂലമാണല്ലോ വൈദ്യുതി ഉണ്ടാകുന്നത്. അതിനായി ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഒരിടത്ത് നിന്നും മറ്റൊരിടത്തേക്ക് ഒഴുകണം. ഇവയെയാണ് ഇലക്ട്രോഡുകള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ എവിടെ നിന്നാണോ ഒഴുകുന്നത് ആ ഇലക്ട്രോഡിനെ ആനോഡ് (നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ്) എന്നും എവിടേക്കാണോ ഒഴുകുന്നത് ആ ഇലക്ട്രോഡിനെ കാതോഡ്(പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ്) എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോഡുകള്‍ പൊതുവെ വിവിധതരം ലോഹങ്ങളോ രാസ സംയുക്തങ്ങളോ ആയിരിക്കും. കാതോഡിലേക്ക് ഒഴുക്കിവിടാന്‍ ആനോഡില്‍ ഇത്രമാത്രം ഇലക്ട്രോണുകള്‍ എവിടെ നിന്ന് വരുന്നുവെന്ന സംശയം ഈ ഘട്ടത്തില്‍ ഉയര്‍ന്നേക്കാം. ഇവിടെയാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് എന്ന സെല്‍ ഘടകത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം.

വോള്‍ട്ടയുടെ ബാറ്ററിയില്‍ ഉപ്പ് വെള്ളത്തില്‍ മുക്കിവെച്ച പേപ്പര്‍ കഷ്ണങ്ങളോ അല്ലെങ്കില്‍ തുണിയോ ആയിരുന്നു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ആയി വര്‍ത്തിച്ചത്. ഉപ്പുവെള്ളം ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ആണ്. ബാറ്ററിയുടെ കാര്യത്തില്‍ ഇലക്ട്രോഡുകളെപ്പോലെ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റും. അത് ദ്രാവകമോ ജെല്ലോ അല്ലെങ്കില്‍ ഖരാവസ്ഥയിലുള്ളതോ ആകാം. പക്ഷേ ചാര്‍ജുള്ള കണങ്ങളുടെ (അയോണ്‍) ഒഴുക്ക് അനുവദിക്കുന്ന ഒന്നായിരിക്കണം ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്.

ആനോഡും ഇലക്ട്രോലൈറ്റും തമ്മിലുള്ള രാസപ്രക്രിയയുടെ ഫലമായാണ് ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉണ്ടാകുന്നത്. ഈ ഇലക്ട്രോണുകളാണ് ബാറ്ററിയുമായി ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള സര്‍ക്യൂട്ടിലൂടെ ഒഴുകുന്നത്. ഇതേസമയം കാതോഡും ഇലക്ട്രോലൈറ്റും തമ്മിലുള്ള രാസപ്രക്രിയയുടെ ഫലമായി ഇലക്ട്രോണുകളെ സ്വീകരിക്കാനുള്ള സ്ഥിതി കാതോഡിന് കൈവരുന്നു. ഇത്തരത്തില്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കൊടുക്കല്‍ വാങ്ങല്‍ നടക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ രസതന്ത്രത്തില്‍ റിഡക്ഷന്‍-ഓക്സിഡേഷന്‍ റിയാക്ഷന്‍ അല്ലെങ്കില്‍ റിഡോക്സ് റിയാക്ഷന്‍ (റിഡോക്സ് പ്രവര്‍ത്തനം) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഇവിടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ സെല്ലില്‍ നടക്കുന്ന രാസപ്രക്രിയയില്‍ കാതോഡില്‍ സംഭവിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളെ വാങ്ങുന്ന പ്രക്രിയ റിഡക്ഷനും (നിരോക്സീകരണം) ആനോഡില്‍ സംഭവിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളെ കൊടുക്കുന്ന പ്രക്രിയ ഓക്സിഡേഷനുമാണ് (ഓക്സീകരണം).

ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കാനോ സ്വീകരിക്കാനോ ഉള്ള രാസപ്രക്രിയയുടെ കഴിവ് അല്ലെങ്കില്‍ ശേഷിയെ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് പൊട്ടെന്‍ഷ്യല്‍ എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഒരു ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ സെല്ലിനുള്ളില്‍ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്ന ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. എങ്കിലേ അവിടെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒഴുക്ക് നടക്കുകയുള്ളൂ. ഒരു സെല്ലിനുള്ളില്‍ ഇലക്ട്രോണുകളെ വിട്ടുകൊടുക്കേണ്ട ആനോഡിനെ അപേക്ഷിച്ച് ഇലക്ട്രോണുകളെ സ്വീകരിക്കേണ്ട കാതോഡിന്റെ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ കൂടുതലായിരിക്കുന്നതാണ് അഭികാമ്യം. കാരണം കാതോഡാണല്ലോ ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകര്‍ഷിക്കേണ്ടത്. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാല്‍ ഇലക്ട്രോഡുകള്‍ക്കിടയിലെ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ അധികമാണെങ്കില്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനവും വേഗത്തിലായിരിക്കും. ഇതാണ് ആ സെല്ലിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍. സെല്ലിന്റെ വോള്‍ട്ടേജ് തീരുമാനിക്കുന്നത് ഇതാണ്. ബാറ്ററിയുടെ വോള്‍ട്ടേജ് കൂട്ടാന്‍ നമുക്ക് രണ്ട് രകാര്യങ്ങള്‍ ചെയ്യാം. ഒന്നുകില്‍ സെല്ലിന് ഉയര്‍ന്ന ഇലക്ട്രോകെമിക്കല്‍ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ നല്‍കുന്ന പദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ ഇലക്ട്രോഡുകളായി ഉപയോഗിക്കുക. അല്ലെങ്കില്‍ നിരവധി സെല്ലുകള്‍ അടുക്കിവെച്ച് ഉപയോഗിക്കുക.

ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജാണെന്ന് നമ്മള്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്. സൈല്ലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള സര്‍ക്യൂട്ടിലൂടെ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഒഴുകുമ്പോള്‍ പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജിനും ഒഴുകാന്‍ ഒരു വഴി വേണം. ഇവയ്ക്ക് ബാഹ്യ സര്‍ക്യൂട്ടിലൂടെ ഒഴുകാന്‍ കഴിയാത്തതിനാല്‍ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഇവയ്ക്ക് ഒഴുകാനുള്ള മാധ്യമമാകുന്നു. ചാര്‍ജ് ബാലന്‍സ് ചെയ്യുന്നതിനായി ആനോഡില്‍ നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കൊപ്പം പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള അയോണുകളും ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടും. ഇവയാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ നീങ്ങുന്നത്. അതേസമയം നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളെ സ്വീകരിക്കുന്ന കാതോഡിലും ചാര്‍ജ് ബാലന്‍സ് ചെയ്യേണ്ടതിനാല്‍ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ എത്തുന്ന പോസിറ്റീവ് അയോണുകളെ അവ സ്വീകരിക്കുന്നു. സെല്ലിനുള്ളിലെ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ കൃത്യമായി നടക്കുന്നതിന് നെഗറ്റീവ്, പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുകളുടെയും ഒഴുക്ക് ഒരുപോലെ പ്രധാനമാണ്.

ഉണ്ണിയുടെ രസതന്ത്രം ക്ലാസ് കേട്ട് അന്തിച്ചിരിക്കുന്ന അമ്മ ഒടുവില്‍ ചോദിച്ചു, എന്റെ ഉണ്ണീ നീയിതൊന്ന് സിമ്പിളായി പറഞ്ഞു തരുമോ?

സിമ്പിളായി പറഞ്ഞാല്‍ ബാറ്ററി ഇതാണ്

ഏറ്റവും ലളിതമായി പറയാം. ബാറ്ററി എന്നാല്‍ അതുപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങള്‍ക്ക് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതിനാവശ്യമായ ഊര്‍ജം നല്‍കുന്ന ഒരു സംഗതിയാണ്. ഒരു ഉപകരണത്തില്‍ ബാറ്ററി ഘടിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ എന്ത് സംഭവിക്കുമെന്ന് നോക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന് ഉണ്ണിയുടെ റിമോട്ട് കണ്‍ട്രോള്‍ വിമാനം പറക്കുന്നത് എങ്ങനെയാണെന്ന് വിലയിരുത്താം. അത് ഓണ്‍ ചെയ്യുമ്പോള്‍ അവിടെ ഒരു സര്‍ക്യൂട്ട് പ്രവര്‍ത്തനനിരതമാകുകയും ബാറ്ററിയുടെ ആനോഡില്‍ നിന്ന് സര്‍ക്യൂട്ട് വഴി ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഒഴുകി കാതോഡിലെത്തി അങ്ങനെ പറക്കുന്നതിനാവശ്യമായ വൈദ്യുതോര്‍ജ്ജം വിമാനത്തിന് ലഭിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇനി അത് ഓഫ് ചെയ്താലോ സര്‍ക്യൂട്ടില്‍ തടസ്സം സംഭവിക്കുകയും ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും പോസിറ്റീവ് അയോണുകളുടെയും ഒഴുക്ക് നിലയ്ക്കുകയും ബാറ്ററിയിലെ രാസപ്രവര്‍ത്തനം അവിടെ അവസാനിക്കുകയും ചെയ്യും. വീണ്ടും ഓണ്‍ ചെയ്യുകയാണെങ്കില്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ വീണ്ടും ഒഴുകിത്തുടങ്ങുകയും രാസപ്രവര്‍ത്തനം ആരംഭിച്ച് ഓഫ് ചെയ്യുന്നത് വരെ ആ ഒഴുക്ക് തുടരുകയും ചെയ്യും. ഇപ്പോള്‍ ഉണ്ണിയുടെ അമ്മയുടെ മുഖത്ത് ബാറ്ററിയിട്ട ടോര്‍ച്ച് കത്തിയത് പോലെ ഒരു വെളിച്ചം കാണുന്നുണ്ട്.

വീണ്ടും ചാര്‍ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി

ഉണ്ണീടെ ക്ലാസ് തീര്‍ന്നില്ല. വാച്ചിലും ക്ലോക്കിലും കളിപ്പാട്ടങ്ങളിലും റിമോട്ടിലുമെല്ലാം നാം ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററികള്‍ മിക്കപ്പോഴും ഒരുപ്രാവശ്യം മാത്രം ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയുന്നവയാണ്. അതായത് ഇലക്ട്രോഡുകളില്‍ നിന്ന് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജുകളുള്ള അയോണുകള്‍ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലേക്ക് പ്രവഹിക്കാന്‍ തുടങ്ങുമ്പോഴോ അല്ലെങ്കില്‍ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ ഫലമായി ഉണ്ടാകുന്ന ഉല്‍പ്പന്നങ്ങള്‍ ഇലക്ട്രോഡുകളില്‍ കുന്നുകൂടി രാസപ്രവര്‍ത്തനം തുടരുന്നതിന് തടസ്സമുണ്ടാക്കുകയോ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോഡുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തനരഹിതമാകും. അപ്പോഴാണ് ഉണ്ണിയുടെ വിമാനം മുകളില്‍ നിന്ന് വെള്ളത്തിലേക്ക് വീണത് പോലെ ബാറ്ററി തീര്‍ന്ന് ഓരോ ഉപകരണങ്ങളും ചത്ത് പോകുന്നത്. ആ ബാറ്ററികള്‍ ചവറ്റുകൊട്ടയിലെറിഞ്ഞ് പുതിയത് വാങ്ങി ഇട്ടാലേ പിന്നീടിവയ്ക്ക് ജീവന്‍ വെക്കൂ.

പക്ഷേ കൊണ്ടുനടക്കാന്‍ സാധിക്കുന്ന ലാപ്ടോപ്പ്, സെല്‍ഫോണുകള്‍, എംപി3 പ്ലെയറുകള്‍ തുടങ്ങിവയുടെ ഉപയോഗം വര്‍ധിച്ചതോടെ റീചാര്‍ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളുടെ ആവശ്യകത ഉയര്‍ന്നു. 1859 മുതല്‍ റീചാര്‍ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികള്‍ നമുക്കിടയില്‍ ഉണ്ട്. ഫ്രഞ്ച് ഊര്‍ജ്ജതന്ത്രജ്ഞനായ ഗാസ്റ്റണ്‍ പ്ലാന്റെ ആണ് ആദ്യത്തെ റീചാര്‍ജബിള്‍ ബാറ്ററിയായ ലെഡ് ആസിഡ് സെല്‍ കണ്ടെത്തുന്നത്. ആനോഡായി ലെഡും കാതോഡ് ആയി ലെഡ് ഓക്സൈഡും ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ആയി സള്‍ഫ്യൂരിക് ആസിഡും ഉപയോഗിച്ച പ്ലാന്റെയുടെ ബാറ്ററി ആയിരുന്നു ഇന്ന് കാറുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററികളുടെ മുന്‍ഗാമി.

ബാറ്ററികള്‍ നിലവില്‍ വന്നതോടെ അതുവരെ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന വിവിധ ഇലക്ട്രിക്കല്‍ ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തില്‍ വലിയ മാറ്റം ഉണ്ടായത് പോലെ റീചാര്‍ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികള്‍ നിലവില്‍ വന്നതോടെ അത്തരം ഉപകരണങ്ങളുടെ കാലാവധിയും ഉപയോഗവും കൂടുതല്‍ മെച്ചപ്പെട്ടു. ചത്തുപോയ ഒരു ബാറ്ററി ഒരു വൈദ്യുതസ്രോതസ്സുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ ബാറ്ററിക്ക് വീണ്ടും ഊര്‍ജ്ജം കൈവരികയും പൂര്‍വ്വസ്ഥിതിയിലേക്ക് മടങ്ങിവരികയും ചെയ്യുന്നു. അതായത് റീചാര്‍ജ് ചെയ്യുമ്പോള്‍ ബാറ്ററി ഉപയോഗത്തില്‍ ഇരിക്കുമ്പോള്‍ സംഭവിച്ച പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ നേര്‍വിപരീത ദിശയിലുള്ള പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ സംഭവിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളും പോസിറ്റീവ് അയോണുകളും ആനോഡിലേക്ക് തിരിച്ചെത്തുന്നതോടെ ഒരിക്കല്‍ കൂടി പ്രവര്‍ത്തിക്കാന്‍ ബാറ്ററിക്ക് ശേഷി കൈവരുന്നു. ബാറ്ററി റീചാര്‍ജ് ആകുന്നു. പക്ഷേ ആദ്യ തവണ ഉപയോഗിച്ചത് പോലെ കൃത്യമായ അടുക്കും ചിട്ടയോടുമാകില്ല ഓരോ തവണയും റീചാര്‍ജ് ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളും പോസിറ്റീവ് അയോണുകളും ആനോഡില്‍ വിന്യസിക്കപ്പെടുക. ചുരുക്കത്തില്‍ ഉപയോഗാനുസരണം ബാറ്ററിയുടെ ക്ഷമത കുറയുമെന്നര്‍ത്ഥം. അതിനാല്‍ റീചാര്‍ജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററിയും ഒരിക്കല്‍ ചത്തുപോകാമെന്ന് ഉണ്ണി വീട്ടുകാര്‍ക്ക് പറഞ്ഞുകൊടുത്തു.

ഇത്രയും കേട്ടപ്പോള്‍ വലിയൊരു രസതന്ത്രം ക്ലാസ് കഴിഞ്ഞ ക്ഷീണത്തില്‍ അച്ഛനും അമ്മയും ചേച്ചിയും മുത്തച്ഛനുമൊക്കെ പതുക്കെ കോട്ടുവായിട്ട് തുടങ്ങി. എന്നാല്‍ ഇന്നത്തെ ക്ലാസ് മതിയാക്കാമെന്ന് പറഞ്ഞ് ഉണ്ണിസാര്‍ കൂട്ടമണി അടിച്ചു. പക്ഷേ ബാറ്ററികളെ കുറിച്ച് കൂടുതലായി അറിയാനുള്ള ആഗ്രഹം ഉണ്ണിയില്‍ ബാക്കിയായി.

തുടരും