Οι μπαταρίες και τα προβλήματά τους.
Γιατί οι μπαταρίες έχουν προβλήματα και ποιες νέες τεχνολογίες θα τα διορθώσουν.
Η πρόσφατη μόδα και η αυξημένη ζήτηση για εξωτερικές μπαταρίες δείχνει πόσο πολύ οι χρήστες των διαφόρων ηλεκτρονικών gadgets έχουν ανάγκη οι συσκευές τους να μένουν φορτισμένες για όσο περισσότερο χρονικό διάστημα γίνεται και πόσο μεγάλη είναι αυτή η ανάγκη. Μια έρευνα που έγινε το 2012, έδειξε ότι ο χρόνος ζωής της μπαταρίας ήταν ένα από τα χαρακτηριστικά που προκαλούσε τη μεγαλύτερη δυσαρέσκεια μεταξύ των χρηστών. Και κάτι τέτοιο είναι μάλλον απίθανο να άλλαξε δεδομένου ότι το μέσο smartphone αντέχει το πολύ 8 ώρες περιήγησης στο διαδίκτυο πριν … ξεψυχήσει ηρωικά.
Αρχικά, αυτό μοιάζει με φταίξιμο των κατασκευαστών smartphone. Θα μπορούσε κανείς να πει ότι αυτές επιλέγουν τι μπαταρίες θα βάλουν στις συσκευές τους. Η αλήθεια όμως είναι πιο πολύπλοκη: το γεγονός είναι ότι οι μπαταρίες λιθίου ελάχιστα έχουν αλλάξει από τότε που πρωτο-εμφανίστηκαν πριν από 23 χρόνια. Αυτή η μακρόχρονη στατική κατάσταση έχει υποχρεώσει τις εταιρίες να συμβιβάσουν το μέγεθος των μπαταριών, των συσκευών ή και των δύο. Ή θα έχει κανείς κομψό τηλέφωνο, ή θα έχει δυνατή μπαταρία.
Έτσι, πώς φτάσαμε ακριβώς σ’ αυτό το σημείο και πού πηγαίνουμε; Βελτιωμένες μπαταρίες βρίσκονται καθ’ οδόν, αλλά θα εμφανιστούν ποτέ στην αγορά; Υπάρχουν νέες τεχνολογίες που θα μας απελευθερώσουν από τις παλαιωμένες μπαταρίες λιθίου και θα υπάρξουν λύσεις στο μεταξύ που να κάνουν τη ζωή μας πιο εύκολη μαζί τους. Αυτό προσπαθούμε να δούμε σ’ αυτό το άρθρο μας.
Δείτε ακόμη: iOS 8 – Ποιες εφαρμογές καταναλώνουν την μπαταρία σου;
Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες
Οι πρώτες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου είχαν … εκρηκτική προσωπικότητα (στην κυριολεξία έσκαγαν στα μούτρα σου). Οι εταιρίες Sony και Asashi Kasei (εταιρία χημικών) το έμαθαν αυτό με το δύσκολο τρόπο όταν, το 1991, μια από τις πρώτες τους μπαταρίες λιθίου έσκασε και δημιούργησε εγκαύματα στο πρόσωπο ενός χρήστη κινητού.
Αυτό όμως δε σταμάτησε τις μπαταρίες λιθίου από του να γίνουν οι μόνες μπαταρίες των σύγχρονων συσκευών. Ο λόγος; Έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα στο μέγεθός τους από οποιαδήποτε άλλη λύση και είναι ουσιαστικά χωρίς ανάγκη συντήρησης. Σε αντίθεση με άλλες τεχνολογίες, δεν απαιτούν εκφόρτιση δεν παρουσιάζουν φαινόμενο “μνήμης“, δεν έχουν οξείδωση και περιέχουν πολύ λιγότερα τοξικά από άλλες. Με απλά λόγια, είναι η καλύτερή μας λύση για την ώρα.
Όμως, όσον αφορά το λόγο μεγέθους προς χωρητικότητα, τα πράγματα είναι δύσκολα. Για παράδειγμα το Nokia Lumia 1520 αντέχει 107 ώρες με μία φόρτιση κι έχει μέγεθος 6,4 ίντσες. Το ίδιο και το Huawei Ascend Mate2 4G με 6,34 ίντσες. Το μόνο μικρότερο smartphone που αντέχει παρόμοια διάρκεια χρήσης (101 ώρες) είναι το Xperia Z3 Compact που όμως προσφέρει οθόνη ανάλυσης 720p για να το επιτύχει, κάτι απαράδεκτο για μια συσκευή των 600€.
Το πραγματικά απογοητευτικό όμως είναι ότι, ακόμη κι αυτές οι μεγάλες μπαταρίες, δεν αντέχουν για πολύ. Η Apple λέει ότι η μπαταρία ενός iPhone θα πέσει στα 80% της χωρητικότητάς της στις 500 φορτίσεις, που σημαίνει ότι, αν φορτίζουμε τη συσκευή μια φορά τη μέρα, αυτό θα συμβεί στον ενάμιση χρόνο χρήσης.
Πέρα από αυτά, υπάρχει και το θέμα της ασφάλειας. Οι μπαταρίες λιθίου του σήμερα, μπορεί να μην είναι οι επικίνδυνες μπαταρίες του χθες, αλλά και πάλι η άσοφη χρήση τους μπορεί να οδηγήσει σε βραχυκυκλώματα, αποσύνθεση ή έκλυση επικίνδυνων αερίων. Δείτε το παρακάτω βίντεο που δείχνει παραστατικά τους κινδύνους.
Με βάση όλα αυτά, είναι πια ανάγκη για νέες τεχνολογίες στον τομέα της μπαταρίας να εμφανιστούν και να διορθώσουν τα προβλήματα.
Δείτε ακόμη: iOS 8 – iPhone: Δοκιμή μπαταρίας (και λύση σε περίπτωση υπερκατανάλωσης)
Οι μπαταρίες του μέλλοντος έρχονται αργά
Μερικές τεχνολογίες του μέλλοντος, έρχονται από ιδέες του παρελθόντος. Για παράδειγμα η έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Stanford που οδήγησε στην απομόνωση της ανόδου στις μπαταρίες λιθίου με στρώμα από μόρια άνθρακα. Έτσι αυξήθηκε στο διπλάσιο ή και τριπλάσιο ο χρόνος ζωής των μπαταριών.
Μια μπαταρία καθαρού λιθίου είναι ο σίγουρος απόγονος των μπαταριών του σήμερα. Το πρόβλημα όμως βρίσκεται στην παραγωγή. Θα πρέπει η απόδοση μιας τέτοιας κατασκευής να φτάσει σε ένα σταθερό 99.9% για να μπει στη μαζική παραγωγή και, ακόμη και τότε, η πολυπλοκότητα κατασκευής της θα ανεβάσει το κόστος πολύ ψηλά.
Γι’ αυτό οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Riverside της Καλιφόρνια στράφηκαν στην άμμο. Συνέλεξαν κόκκους με μεγάλη περιεκτικότητα σε χαλαζία, τους ανέμειξαν με αλάτι και μαγνήσιο και τελικά τους θέρμαναν ώστε να αφαιρεθεί το οξυγόνο και να παράγουν καθαρή σιλικόνη. Το τελικό προϊόν έχει τη διπλάσια ή τριπλάσια χωρητικότητα των σημερινών μπαταριών.
Όμως οι μπαταρίες άμμου, δεν είναι έτοιμες για κατασκευή ακόμη. Οι ερευνητές πρέπει να βρουν τρόπο να παράγουν μπαταρίες σιλικόνης σε διάφορα μεγέθη. Η μεγαλύτερη μπαταρία που έχουν καταφέρει να φτιάξουν είναι στο μέγεθος μικρού νομίσματος.
Η ανάγκη ωστόσο για αποτελεσματικότητα είναι τόσο μεγάλη, ώστε οι εταιρίες hardware και software να αναπτύξουν πλάγιους τρόπους προκειμένου να αντιμετωπίσουν την έντονη ανάγκη για μεγαλύτερο χρόνο ζωής στις συσκευές μας.
Μια από τις κύριες αιτίες αδειάσματος της μπαταρίας είναι το Wi-Fi. Οι μοντέρνες συσκευές παρακολουθούν συνεχώς το ασύρματο δίκτυο ψάχνοντας για καθαρότερα κανάλια επικοινωνίας, για νέα δεδομένα κλπ. Στο Πανεπιστήμιο του Michigan, ο καθηγητής Kang Shin και ο μαθητής του Xinyu Zhang βρήκαν μια λύση που ονομάζεται Energy-Minimizing Idle Listening (E-MiLi).
Η E-MiLi ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ενέργειας του Wi-Fi όταν αυτό δεν είναι σε χρήση, κάτι που φτάνει στο 44% κέρδος στη ζωή της μπαταρίας. Και ακόμη, η E-MiLi είναι συμβατή με το 92% των σημερινών κινητών. Αλλα, υπάρχει ένα πρόβλημα όπως πάντα. Απαιτεί ειδικούς ασύρματους routers με το απαραίτητο firmware για να λειτουργήσει.
Μια άλλη ιδέα με την οποία παλεύουν οι ερευνητές είναι η ταχεία φόρτιση. Αυτός είναι ένας όρος που καλύπτει συνδυασμούς λύσεων hardware και software, αλλά το αποτέλεσμα είναι ένα: πραγματικά “μηδενικοί” χρόνοι φόρτισης. Στα μέσα του 2013 παρουσιάστηκε ένας υπερπυκνωτής που μπορούσε να φορτίσει μια μπαταρία κινητού σε 30 δευτερόλεπτα. Το ηχείο Blueshift Bamboo μπορεί να φορτιστεί σε μερικά λεπτά και να αντέξει για 6 ώρες λειτουργίας.
Υπάρχουν επίσης φορτιστές που φορτίζουν τη μπαταρία μέσω του ηλιακού φωτός. Ερευνητές στο UC San Diego έφτιαξαν ένα ” τατουάζ μπαταρίας” που φορτίζει τη μπαταρία μας μέσω του ιδρώτα του χεριού. Και οι ερευνητές στη Nokia και στο Queen Mary University του Λονδίνου, εργάζονται πάνω σε “νανογεννήτριες” που θα φορτίζουν τη μπαταρία μέσω ήχων όπως η ανθρώπινη φωνή, η κίνηση των αυτοκινήτων και η μουσική.
Δείτε ακόμη: Συμβουλές για βελτιωμένη διάρκεια μπαταρίας – iPhone με iOS 8
Ήδη υπάρχουν βελτιώσεις
Το πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπιστεί είναι ουσιαστικά το ίδιο που υπήρχε και πριν από 23 χρόνια: οι επιστήμονες πρέπει να παρακάμψουν μια ξεπερασμένη τεχνολογία και τους περιορισμούς της. Η πραγματικότητα είναι όμως ότι, με την εξαίρεση των εξωτερικών φορτιστών (battery packs), δεν έχουμε κάποια καλύτερη εναλλακτική από τις μπαταρίες λιθίου. Όλες οι άλλες τεχνολογίες βρίσκονται ακόμη στο στάδιο της έρευνας και απέχουν αρκετά από του να μπουν στη γραμμή παραγωγής.
Υπάρχουν κάποιες βελτιώσεις ωστόσο με τεχνολογίες που βοηθούν την ταχεία φόρτιση μέσω ανόδων διοξειδίου του τιτανίου, ή μπαταριών πολλαπλών στρώσεων λιθίου που αυξάνουν τη χωρητικότητα. Μια νέα τεχνολογία της NASA μετατρέπει τη θερμότητα από τις εξατμίσεις των αυτοκινήτων σε ηλεκτρικό ρεύμα και οι ερευνητές στην εταιρία Fuji Pigment πλησιάζουν στην εμπορική διάθεση της τεχνολογίας αερίου αλουμινίου που θα προσφέρει χωρητικότητες 40 φορές μεγαλύτερες από τις υπάρχουσες.
Είναι λοιπόν ζήτημα χρόνου πριν αρχίσουμε να βλέπουμε καινούριες τεχνολογίες στο χώρο των μπαταριών να εμφανίζονται στην αγορά προς χρήση. Μπορεί το επόμενο κινητό μας να μην έχει μπαταρία με “νανογεννήτριες“, αλλά μια τεχνολογία υπερ-ταχείας φόρτισης είναι πολύ πιθανόν να εμφανιστεί σχετικά σύντομα.
Και, αν και ο θάνατος των μπαταριών ιόντων λιθίου δεν είναι ακόμη ορατός, ωστόσο είναι κοντύτερα από ποτέ.
από Elichord
