10‑krotnie dłuższy czas pracy baterii przestaje być fikcją
Największą wadą obecnych smartfonów jest niewątpliwie bateria. Naukowcy z Uniwersytetu w Nothwestern rozwinęli nową technologię, pozwalającą na znaczne zwiększenie wydajności tego elementu. Czy tydzień bez ładowarki będzie w końcu możliwy?
Ta kwestia jest bardzo ważna, zwłaszcza przy obecnym tempie rozwoju telefonów. Procesory mają coraz więcej rdzeni i osiągają częstotliwości taktowania powyżej 2 GHz, ale rynek mobilny zapomniał o baterii. Od wielu lat korzysta się z tej samej technologii litowo-jonowej, przestaje ona jednak wystarczać - dla większości użytkowników 2 dni bez ładowania to rzadkość.
Wkrótce może się to zmienić. Naukowcy odpowiedzialni za wspomniane badania twierdzą, że nowa technologia pozwoli na 10-krotnie dłuższy czas pracy baterii przy jednoczesnym zmniejszeniu czasu ładowania do 15 minut! Takie rezultaty osiągnięto dzięki zmianie wykorzystywanych materiałów - ciągle pozostajemy przy akumulatorach litowo-jonowych.
Jednym z ich najważniejszych elementów jest elektroda, która do tej pory tworzona była z grafenu. Krzem ma o wiele korzystniejsze właściwości, ale podczas ładowania i rozładowywania znacznie zmienia swoją objętość, przez co dotychczas jego zastosowanie było wyjątkowo trudne. Badacze wpadli na pomysł połączenia warstw krzemu oraz grafenu, dzięki czemu ten pierwszy nie przeszkadza w budowie baterii, pozwalając na gromadzenie znacznie większej liczby atomów litu.
Kolejnym usprawnieniem są mikroskopijne otwory o średnicy od 10 do 20 nm wykonane w warstwach grafenu. Zwiększa to mobilność jonów litu i tworzy dla nich skrót do anody.
Tak to wygląda od środka, ale najważniejszy jest wynik, czyli pojemniejsze baterie. Projekt ma też jedną wadę - akumulatory tracą część właściwości po 150 cyklach. Nie jest to nic złego, ponieważ szef badań twierdzi, że nawet wtedy będą 5 razy bardziej efektywne niż obecne rozwiązania. Poza tym przy tak długim czasie pracy na jednym ładowaniu 150 cykli to, przy bardzo pesymistycznym podejściu, rok pracy.
Technologia przyniesie ze sobą wielkie możliwości. Smartfony (oraz laptopy) wreszcie będą działały na baterii tyle, żeby można było z nich w pełni korzystać, bez zbędnego zamartwiania się.
Niestety, naukowcy szacują, że na wprowadzenie nowych baterii do urządzeń komercyjnych trzeba będzie czekać 5 lat. To dużo, ale jeśli obietnice zwiększenia wydajności się sprawdzą, możemy mieć do czynienia z prawdziwą rewolucją.
Źródło: NorthwesternUniversity • BBC • Phonearena
