Акумулятори майбутнього — чого чекати від технологій

Акумулятори майбутньогоНайбільш слабким місцем сучасних смартфонів та інших гаджетів є акумулятор, який вимагає регулярної зарядки, не дозволяючи домогтися більш-менш пристойної автономної роботи. Та ж проблема стоїть і перед електромобілями, які на одному заряді можуть проїхати поки не більше ста кілометрів, а при не дуже розвиненій інфраструктурі і тривалому процесі зарядці це істотно обмежує дану технологію.

Але розробки в цьому плані вже ведуться, адже на попит завжди надходить пропозиція. Уже були ідеї замінити літій-іонні акумулятори на літій-сірчані. Останні є більш ємними і не втрачають цю ємність навіть після 1500 циклів зарядки / розрядки. Але поки ще не вирішено питання з їх утилізацією, а також тонкощі експлуатації при деяких екстремальних умовах. Крім цього, з’явилися й інші більш випробувані технології.

Живі акумулятори
Одна з проблем, притаманна літій-іонним акумуляторам, вирішена Стенфордського вченими. Так, звичайна батарея в процесі експлуатації здатна покриватися микротрещинами, причому відбувається це досить швидко, а при активній експлуатації акумулятор може прийти в непридатність вже після двох років використання. Тому було придумано покрити батареї спеціальним полімером, в який додати частинки графіту, здатного до «самозажівленію» за аналогією до використовуваної технології у військовій техніці.

Ті батареї, які вже були виготовлені з таким спеціальним покриттям в лабораторних умовах, пережили близько сотні циклів зарядки / розрядки, а їх об’єм при цьому не знизилася. Якщо експерименти і далі будуть успішними, то після того, як вчені доб’ються стабільної ємності після 300 циклів, технологія цілком може з’явитися і на ринку смартфонів, а якщо кількість таких циклів досягне і 3000, а ємність батареї при цьому не знизиться, то революція може чекати і електрокари. Втім, нічого більше поки невідомо, а дату появи своєї розробки вчені не називають.

Рішення для електрокарів
Акумулятори електрокарів мають ще більше проблем, ніж акумулятори смартфонів. Мало того, що спеціальних заправок і розеток поки ще мало, навіть у розвинених країнах, так і сам процес зарядки може затягнутися на кілька годин, що неприйнятно, особливо при подорожах або ділових поїздках. Відповідно, потрібно розробити принципово новий спосіб передачі електроенергії. І він був знайдений.

Були запропоновані повністю нові типи заправних станцій, які будуть обладнані передавачами і приймачами електроенергії одного розміру, що дозволить передавати величезну кількість енергії прямо через повітря і навіть на ходу, проте така передача буде супроводжуватися сильним електромагнітним випромінюванням. А це унеможливлює використання технології на звичайних АЗС, адже там і так повно всіляких електричних приладів. А ось обладнати спеціальні станції-коридори вздовж трас цілком можна, тоді батарея автомобіля будуть заряджатися прямо на ходу, тобто не доведеться зупинятися, а акумулятор буде завжди заряджений. На жаль, поки потужність таких пристроїв не перевищує 0,5 кВт, але розробники впевнені, що незабаром часів вони досягнуть потужності в 50 кВт, і ось тоді ця ідея може бути втілена в життя.

Гнучкі акумулятори
Одна з проблем сьогоднішніх батарей проявляється ще й у тому, що вони жорсткі, негнучкі і досить важкі. Саме це є перешкодою в розробці нового дизайну гаджетів, нової конфігурації і можливості гнутися. Фахівці з компанії Nokia вже запатентували нову технологію, яка дозволить створювати гнучкі акумулятори і, відповідно, гнучкі смартфони, а також вмістити в акумулятор якомога більше потрібних мікросхем, щоб зробити роботу гаджетів більш швидкою і надійною. Над подібною проблемою працює і інша група вчених — з Нью-Джерсі. Там для вирішення завдання були використані вуглецеві нанотрубки, які можна багаторазово згинати й розгинати. Їх рішення також піддається масштабированию, тобто батареї можна буде випускати в будь-якому розмірі.

Імовірність появи і використання гнучких акумуляторів досить висока, адже багато компаній вже почали працювати над випуском гнучких гаджетів, але поки вдалося досягти тільки гнучких дисплеїв.

Швидка зарядка
Якщо в сучасних акумуляторах для їх підзарядки використовуються хімічні реакції, на що йдуть години часу, то використання кремнієвих батарей, де зарядка відбуватиметься за рахунок накопичення іонів на поверхні самого матеріалу скоротить цю процедуру до лічених хвилин або навіть секунд.

Для реалізації даної ідеї залишається лише вирішити проблему із зайвою активністю кремнію, тому його пропонують покривати шаром неактивного графена. Така технологія вже підтвердила свою дієвість на практиці, але от коли вона з’явиться в безпосередньому використанні, невідомо.

Експресс-зарядку обіцяють також вчені з Південної Кореї, де розроблений іоністор, заснований на графені. Він здатний заряджатися за 16 секунд! Один мінус — він накопичує трохи менше електрики, ніж звичайний літій-іонний акумулятор, зате така швидка зарядка не втомить користувачів, навіть якщо буде проводитися кілька разів на день.

Природно, деякі з даних технологій можуть здатися фантастикою, але ж і персональні комп’ютери і ноутбуки ще в минулому століттям здавалися чимось недосяжним.

Рейтинг статті:

(Немає рейтингу)
КОМЕНТАРІ