Az egyik legnagyobb kritika, ami az Apple-t is éri a mobilkészülékei kapcsán, azok készenléti és használati ideje, vagyis annak szűkössége. De vajon várható-e a közeljövőben drasztikus javulás a készülékek akkumulátorának kapacitásában?

Fél perces akkutöltés

Az Intel évente megrendezésre kerülő nemzetközi versenye, az International Science and Engineering Fair (ISEF) mindig érdekes dolgokkal szolgál a tudományok vagy mérnöki megoldások terén, ráadásul a legjobb ötleteket komoly nyereményekkel díjazzák. Nem történt ez másként idén sem.

Amiért ez számunkra is érdekes lehet, az a 18 éves Eesha Khare által fejlesztett apró eszköz, ami elfér akár egy mobiltelefon akkumulátorában is vagy azt helyettesítve, és az adott speciális akkumulátor teljesen feltölthető nagyjából 20-30 másodperc alatt. Ha az Apple felhasználná ezt a technológiát a készülékeiben használt akkumulátorokban, az megváltoztathatná azt, amit a készülékek töltéséről gondolunk, hiszen fél percet bárki rá tudna szánni egy feltöltésre, jóformán bárhol.

Mivel a telefonja rendszeresen rosszkor merült le, ezért Eesha egy olyan energiatárolási lehetőséget szeretett volna létrehozni, ami környezetkímélő, tartós, könnyen kezelhető és széles a felhasználási lehetőségekkel rendelkezik. Nem meglepő módon a nanotechnológia volt ebben a segítségére:

To improve supercapacitor energy density, I designed, synthesized, and characterized a novel core-shell nanorod electrode with hydrogenated TiO2 (H-TiO2) core and polyaniline shell. H-TiO2 acts as the double layer electrostatic core. Good conductivity of H-TiO2 combined with the high pseudocapacitance of polyaniline results in significantly higher overall capacitance and energy density while retaining good power density and cycle life. This new electrode was fabricated into a flexible solid-state device to light an LED to test it in a practical application.

Gyors fordításban ez nagyjából azt jelenti, hogy számára a legfontosabb része a dolognak az energiasűrűség növelése volt, tehát hogy a lehető legnagyobb energiamennyiség legyen tárolható a legkisebb helyen. Ebben a nanocsöves megoldás volt a segítségére, és egy H-TiO2 elektróda alkotta magot használ polianilin (PANI) vezetőből készült héjjal. A H-TiO2 egy duplarétegű elektrosztatikus magként viselkedik, és a jó vezetőképessége kombinálva a polialanin magas pszeudo-kapacitásával jelentősen magasabb együttes kapacitást és energiasűrűséget eredményez.

Ez a megoldás 20.1 Wh/kg energiasűrűséget, emellett sokkal magasabb élettartamot eredményezett, mint a normál akkumulátorok esetén, mert 10.000 töltési-lemerítési ciklus alatt összesen 32.5% kapacitást vesztett, és elméletileg akár 100.000 ciklust is kibír. A normál akkumulátorok jelenlegi élettartama viszont csak 1.000 ciklus körül van.

Ráadásul az egész eszköz szilárdtest-állapotú, így nincs benne semmiféle elektrolit, ami kifolyhatna vagy más módon szennyezhetné a környezetet. Ezen felül az egész egy rugalmas felületre is felépíthető, így ideális lehet a hajlékony-hajlítható elektronikus eszközökben való felhasználásra is.

Egy hónap készenléti idő?

Az üzemanyagcellás technológia is egy olyan, amit már többször emlegettek, hogy a jövőt jelentheti, de egyelőre nem terjedt el még olyan szinten, hogy a napi használatú készülékeink energiaellátását biztosítsa. Pedig egy mobilkészüléknek akár 30 nap készenlétet, vagy egy laptopnak akár 20 óra használati időt is jelenthet ez a megoldás, ami azért több, mint elég.

Az Apple esetén is felmerült már párszor, hogy lép ebbe az irányba, még például 2003-ban, amikor a PowerBook-ok esetén vártak ilyesmit. Persze ebből azóta sem lett valóság.

A cég egyik, ezzel kapcsolatos szabadalmában leírt módszerben az elektróda katalizátorként segít egy kémiai reakcióban, ahol leválasztja az elektronokat a hidrogén atomokról, ezzel elektromos áramot termelve, melléktermékként vizet és hőt előállítva. És ameddig az üzemanyagcellában van üzemanyag, az addig folytatja is a munkát. Az eljárás tiszta, halk, és majdnem háromszor gazdaságosabb, mint kőolajszármazékok égetése esetén.

A nehézséget az olyan üzemanyagcellák előállítása jelenti, amelyek biztonságosak, bírják az erőteljes használatot, és éveken keresztül is megbízhatóan teljesítenek. Ennek a technológiának a fejlesztésén természetesen több cég is dolgozik, hogy megtalálják az ideális anyagokat a cellák előállításához. Az egyik megoldás lehet erre az a Liquidmetal technológia, aminek szabadalmával szintén az Apple rendelkezik. Ez az anyag ugyanis különlegesen kemény is lehet, ellenállhat a korróziónak és tartós, ami alapján ideális lehet az üzemanyagcellákhoz is.

Konklúzió

Egyelőre nincs arról információ, hogy az Eesha Khare által kifejlesztett megoldás mikor és milyen formában kerülhetne tömeggyártásra. Ugyanakkor az üzemanyagcellák sem érték még el azt, hogy leválthassák a jelenleg általánosnak számító Li-poly vagy Li-ion típusú akkumulátorokat.

Az emberek többsége valószínűleg inkább a félperces töltés mellett tenné le a voksát, hiszen a legtöbb esetben nem probléma ennyi időre találni egy konnektort. Ugyanakkor a túrázók számára hasznosabb lehetne az üzemanyagcella, mert számukra az elektromos hálózathoz való hozzáférés már nem minden esetben ilyen egyszerű.

[poll id=”99″]