Акумулятори стали критичною точкою сучасних гаджетів, і науковці активно працюють над альтернативами. Серед найбільш вірогідних нововведень завтрашнього дня – водневі паливні елементи, програми Hush і Waldio, акумулятори з анодами з надчистого літію та передача енергії через радіохвилі.
1. Технологія Waldio
Науковці з китайського Університету Ханьян вважають, що продуктивніше буде оптимізувати наявне апаратне та програмне забезпечення. Вони почали з того, що спробували вирішити проблему запланованого зносу носіїв flash-пам’яті, знизивши кількість циклів перезапису елементів. Для цього необхідно перебудувати всю роботу сучасних ОС, щоб знизити обсяги даних у кожному запиті без шкоди для продуктивності.
На сьогодні день Waldio вже забезпечує повноцінне функціонування ОС Android, використовуючи для запису/читання з пам’яті лише шосту частину трафіку від того, що було раніше. Це потягнуло за собою закономірне зниження навантаження на акумулятори – 39% економії.
2. Енергія з мереж Wi-Fi і стільникового зв’язку
Технологія відома під загальною назвою RF-DC (radio frequencies – direct current), і суть полягає у відборі крихт енергії, що несуть радіохвилі. У будь-якому мегаполісі сумарна потужність різних випромінювачів може вимірюватися мегаватами, однак повністю перенаправити ці обсяги в електроенергію не можна – світ залишиться без зв’язку. Тому реалізація концепції поки йде дуже обережно, і більша частина презентованих рішень є експериментальними.
3. Hush
На обробку фонових процесів у Android припадає майже 45,9% від усього енергоспоживання смартфона. Таку цифру отримали фахівці з Університету Пердью, Intel і компанії Mobile Enerlytic. Вони створили експериментальний додаток «Hush», який відстежує активність системи і змінює пріоритети, відключаючи «паразитні» процеси.
Примусове блокування надто активного софту приводить до прямої економії енергії. Цифри скромні – зменшення на 16% добового споживання. Але це не фінальна версія, і вчені планують домогтися подвоєння часу автономного існування середньостатистичного смартфона.
4. Карбоновий захист для анода з металевого літію
У літій-іонній батареї для зберігання енергії використовуються розрізнені іони літію. Вони розміщуються на пористій основі з графіту, через стінки якої і переміщаються іони металу. Частка останніх в загальному обсязі конструкції анода невелика, тому енергоємність такої гібридної споруди не перевищує 350 мА*г на кожен грам ваги. Якби анод виготовляли цілком з літію, цей показник був би мінімум у 10 разів вищим.
Проблемою цільного літієвого анода є ефект деградації, через який поверхня швидко покривається наростами, котрі перешкоджають руху іонів та можуть спричинити займання.
Вирішили цю проблему менше року тому вчені зі Стенфордського університету, які запропонували покривати поверхню металу шаром полістирольних кульок. Вони самостійно сформують подобу сот, на яке потрібно осадити шар вуглецю товщиною всього 20 нм. Якщо виплавити потім полістирол, створиться літієвий анод в графітовій оболонці, через яку вільно проходять окремі іони.
Якщо звичайний акумулятор уже після 100 циклів перезаряджання знижує доступний обсяг струму на 50%, модернізована версія має падіння лише в 1% 150 циклах і більше. Подібне ноу-хау допоможе збільшити ресурс літій-іонного акумулятора в 3 рази. Без зміни габаритів батарей і необхідності перепроектування енергосистем мобільних гаджетів.
5. Паливні елементи з водню
Британська компанія Intelligent Energy, у серпні 2015 року влаштувала презентацію свого водневого джерела живлення для iPhone. На захід запросили вузьке коло нейтральних журналістів і жодного представника бізнес-структур. Уся справа в тому, що вартість картриджа з тижневим запасом енергії для гаджетів порівнянна з ціною чашки кави, а ось потенційний ринок для таких систем оцінюється в $300 млрд у рік. І тому компанія хоче заручитися підтримкою надійного партнера, який не поглине стартап, присвоївши собі всі заслуги.
Технологія повністю готова для комерційного використання, але існують невирішені питання глобального характеру. Реклама, організація великомасштабного виробництва, запуск роздрібних мереж з продажу картриджів у різних країнах, договори з виробниками смартфонів тощо. На все це може піти кілька років.
