Żyjemy w świecie przyszłości. Szkoda, że baterie zostały w poprzedniej epoce

W zasadzie to nie wiem, czy uda mi się dokończyć ten tekst. Smartfon wyładował się już dawno, laptopowi zostało z 20 minut na baterii. Niesamowicie drażniące jest to, że mimo postępu technologicznego nadal nie wymyśliliśmy, jak sprawić, by nasz laptop i smartfon wytrzymały więcej niż jeden dzień aktywnej pracy.

Czy nie jest to ironia, że największym osiągnięciem producentów jest możliwość ogłoszenia, że nowa wersja ich urządzenia działa tak samo długo, jak poprzednia? Chyba każdy z nas odczuł frustrację, gdy odcięty od źródeł zasilania aktywnie używał swojego elektronicznego gadżetu. iPhone, Android, bez znaczenia. Kilka godzin surfowania po internecie, grania czy innego wykorzystania aplikacji kończy się szybkim wyczerpaniem baterii i dźwiganiem ze sobą bezużytecznego kawałka plastiku z martwym procesorem w środku.

Stare dobre czasy braku możliwości

Kiedyś było inaczej. I nie, nie były to stare dobre czasy. Po prostu nasze sprzęty potrafiły znacznie mniej. Nie mieliśmy dużych, kolorowych ekranów, nasz telefon nie generował obłędnej grafiki, szczytem jego możliwości była gra w węża, a za komunikację ze światem zewnętrznym służyły nam wyłącznie połączenia telefoniczne i SMS-y. Nosiliśmy ze sobą przerośnięty pager, który może wytrzymywał nawet i tydzień na baterii, ale niewiele mogliśmy za jego pomocą zrobić. Wystarczy zresztą porównać co potrafi Nokia 3210 z zakresem możliwości Nokii Lumia, GameBoy Color z PlayStation Vita i tak dalej.

Dążymy do unifikacji. Nie chcemy nosić ze sobą kilku urządzeń, potrzebujemy jednego, które potrafi większość potrzebnych nam funkcji obsłużyć po prostu dobrze. Jasne, profesjonaliści zawsze będą szukać najlepszych na rynku, niszowych urządzeń. Tych, które w idealny sposób wykonają powierzone im zadania. Ale nie o nich teraz mowa, a o gadżetach przeznaczonych na masowy rynek.

Postęp ma swoją cenę

Zwiększamy moc procesorów, wydajność kart graficznych i wielkość dysków twardych. Nasze telefony potrafią więcej niż komputery kilka lat temu. Mogą być w ramach potrzeby odtwarzaczami muzyki, konsolami do gier, aparatami fotograficznymi czy przeglądarkami internetowymi. Nowe gadżety od takich firm, jak Sony, LG czy Nintendo mogą wyświetlać obraz w 3D bez używania okularów, obsługiwać panel dotykowy i wyświetlać przepiękne gry. A wszystko to przez 4 godziny aktywnego użytkowania. Bo na tyle starczają nam baterie.

To takie błędne koło. Miniaturyzujemy i upychamy większą ilości ogniw w baterii, co teoretycznie powinno wydłużyć jej życie. Ale za tym zawsze idzie również miniaturyzacja sprzętu, dołożenie większej liczby podzespołów, zwiększenie ich wydajności, a zatem i zapotrzebowania na energię. Efekt? Mimo teoretycznie bardziej wydajnych ogniw i mniej zasobożernych komponentów nasze sprzęty nadal zamykają się w magicznej granicy działania 4-8 godzin.

Przeglądam internet. Jest pełen porad jak wydłużyć życie baterii. W skrócie? Wyłącz wszystko. Kup iPhone'a, ale nie korzystaj z jego GPSa, modułu 3G, WiFi, powiadomień Push. Kup laptopa i nie uruchamiaj na nim aplikacji, zmniejsz jasność ekranu, tak żeby nic nie było widać, nie ściągaj darmowych aplikacji, które wcześniej reklamowano, jako masę możliwości i bramy do innego świata, które miał zapewnić ci sprzęt danej firmy. Gorzka ironia, prawda? Patrz, ale nie dotykaj. Liż lody przez szybę, a może twój mobilny sprzęt będzie działać mobilnie również bez gniazdka z prądem znajdującego się w okolicy. „Czy o take technologie walczyliśmy?”. Zresztą, to nie tylko problem użytkowników. Na czas pracy urządzeń zwracają uwagę też i ich producenci. Samsung uczynił nawet z tego jeden ze swoich głównych celów na 2012 rok. Smartfony mają działać dłużej. Zresztą nie tylko ta firma zauważa problem. Wyścig się rozpoczął. Patenty zwiększające pojemność baterii o 20-30% złożyły też takie firmy jak Panasonic, który pracuje nad nową baterią do laptopów, o komórkach niestety na razie nic nie wiadomo. Jednak to nadal rozwiązania bazujące na 30 letniej technologii, której komercyjnie używamy od 20 lat. Czas na zamiany.

Co na to nauka? Bo być może za rogiem czekają już jakieś rozwiązania, które rozwiążą ten problem? Pytam Googla. Hasło jak najbardziej ogólne. Samo słowo "battery", okres wyszukiwania - rok do tyłu. Wita mnie masa odnośników do programów przedłużających życie baterii, ofert z zapasowymi modułami i mobilnymi ładowarkami. Kilka stron dalej końcu jest coś interesującego. Płatki węgla mające grubość zaledwie jednego atomu - grafen.

Zbawca wszystkich gadżetów?

Materiał został odkryty w 1962 roku przez Hansa-Petera Hoehma, zaś w 2004 roku badania nad nim rozpoczęła brytyjsko-rosyjską grupa naukowców.

Wyizolowanie warstwy grafenu w 2004 nastąpiło w dość ciekawy sposób. Jak czytamy na badania.net:

Naukowcy przyklejali do grafitu zwykłą taśmę klejącą, a po jej odklejeniu badali to, co się przyklejało. Jeśli warstwa była za gruba, przyklejali kolejny kawałek taśmy do poprzedniego, odrywali i badali. W ten sposób udało się osiągnąć warstwę o grubości jednego atomu.

W 2010 za odkrycie „materiału przyszłości” przyznano nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Jak wykorzystać to odkrycie? Grafen może pomóc nam na dwa sposoby, jak się bowiem okazuje można wykorzystać go w budowie baterii. Naukowcy twierdzą, że nowa technologia pozwoli na 10-krotnie dłuższy czas pracy baterii przy jednoczesnym zmniejszeniu czasu ładowania do 15 minut. To już daje sensowne wyniki i możliwości. Za jakiś czas powinny pojawić się na rynku pierwsze komercyjne produkty wykorzystujące tę technologię. Już w marcu tego roku firmy takie jak CalBattery zaczęły pracę nad produkcją nowego typu baterii.

Trochę czasu jednak może minąć, zanim mój smartfon z nową, grafenową baterią zbliży się do wytrzymałości stareńskiej nokii z małym wyświetlaczem. W końcu, jak na razie ma to zastosowanie tyko do dużych baterii. A te małe? Podobno obecny stan nauki nie daje żadnych złudzeń co do poprawienia ich żywotności. A użycie grafenu w mniejszych bateriach niweluje jego właściwości. Stoimy w punkcie wyjścia. Co prawda wyznaję zasadę "nigdy nie mów nigdy” ale sami przyznacie, że nie brzmi to wesoło. Co zatem jeszcze można zrobić?

Ogniwa paliwowe

Znamy je już od pewnego czasu, ale do tej pory były wykorzystywane w technologiach służących podbojowi kosmosu. Jak to działa? Wikipedia wyjaśnia następująco:

Ogniwo paliwowe to ogniwo generujące energię elektryczną z reakcji utleniania stale dostarczanego do niego z zewnątrz paliwa. W odróżnieniu od ogniw galwanicznych (akumulatory, baterie), w których energia wytwarzanego prądu musi zostać wcześniej zgromadzona wewnątrz tych urządzeń (co znacznie ogranicza czas ich pracy), ogniwa paliwowe nie muszą być wcześniej ładowane. Wystarczy tylko doprowadzić do nich paliwo. W przypadku ogniw galwanicznych ładowanie może być procesem trwającym wiele godzin, a ogniwa paliwowe są gotowe do pracy po niewielkim czasie wymaganym do nagrzania.

Jak na razie technologia do ich wykorzystywania i przechowywania jest droga. Wymaga użycia takich materiałów, jak platyna i palladium, które przyspieszają procesy chemiczne niezbędne do utrzymania energii. Do tego wszystkiego dochodzi konieczność przechowywnia paliwa, które miałoby napędzać nasz z gadżet i wszystkie związane z tym problemy. Ale gra jest warta świeczki. A przynajmniej tak uważając niektóre firmy. Nad tego typu rozwiązaniami pracują NEC i Tohiba. Apple złożył nawet odpowiedni wniosek patentowy na komputer zasilany paliwem.

A co zostaje, jak to jednak nie wypali?

Bezprzewodowy prąd

Świat bez kabli i ładowarek to piękne marzenie. Zresztą, jako rozwiązanie zastępcze możemy sobie przecież wyobrazić sytuację, w której nasze urządzenia ładują się same. Bezprzewodowo. Umiemy już przesłać w ten sposób nawet transmisję internetową. Dlaczego więc nie prąd? Zwłaszcza, że ta technologia również istnieje i jest rozwijana.

Ten zbudowany przez Intela zestaw WREL dostarczał energię 60-watowej żarówce, bez żadnych kabli.

Prace nad projektem, roboczo nazwanym „Witricity”, trwają od 2006 roku w Massachusetts Institute of Technology (MIT). Niezależne badania od 2007 roku prowadzi także Intel. WREL (Wireless Resonant Energy Link) - „bezprzewodowe przesyłanie energii z użyciem rezonansu”. O zjawisku pisze więcej chip.pl: „Odbiornik jest w stanie wytworzyć energię elektryczną z pola magnetycznego za pomocą miedzianego zwoju. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy nadajnik (również rezonator z miedzianym zwojem) emituje ją na właściwej częstotliwości. Punkt kulminacyjny programu: skręcony drut działa jak biegi w rowerze: niższego biegu używamy, wjeżdżając pod górę, by efektywniej wykorzystywać energię, natomiast wyższych biegów używamy, zjeżdżając z górki. Rozmiar uzwojenia odbiornika decyduje o pobieranym natężeniu i napięciu prądu. Dodatkową zaletą jego działania jest to, że transmiter WREL emituje tylko tyle energii, ile potrzebuje odbiornik.”

Technologia została już wykorzystana w niektórych telefonach (stacja ładująca Touchstone przeznaczona do telefonu Palm Pre), ale nadal jest mocno ograniczona i niedoskonała. Jak wynika z przeprowadzonych testów, baterie można ładować z odległości od 20 centymetrów do 1 metra. To nadal trochę za mało. No ale możemy puścić wodze wyobraźni i wyobrazić sobie, że za parę lat w momencie wejścia do sklepu, pracy czy domu nasze gadżety same automatycznie zaczną się ładować, co pozwoli nam przetrwać te parę godzin poza zasięgiem bezprzewodowego zasilania.

Era wyczerpania

Naukowcy pracujący nad nowymi typami baterii stawiają sprawę jasno. Nie ma się czym ekscytować. Pojawiają się nowe pomysły i technologie, które pozwolą nam kiedyś dłużej bawić się naszymi gadżetami, ale przez następne parę lat jesteśmy skazani na stare baterie litowo-jonowe.

Ja muszę niestety wrócić do szarej rzeczywistości. Przypomina mi o tym alarm mojego komputera, który ostrzega mnie, że jeżeli szybko nie zapiszę swoich dokumentów, to mogę utracić wszystkie wprowadzone w nich zmiany. I niestety ma tu rację. Jeżeli jeszcze bardziej przyciemnię ekran, to nic na nim nie zobaczę, a gotowy tekst muszę jakoś wysłać do redakcji.

 

Tekst pochodzi z bloga Zniekształcenie Poznawcze

Więcej o:
Komentarze (102)
Żyjemy w świecie przyszłości. Szkoda, że baterie zostały w poprzedniej epoce
Zaloguj się
  • Gość: motyla noga

    Oceniono 43 razy 33

    Nokia 6310i, z którą przeprosiłem się zimą po prawie dziesięcioletniej przerwie, rzeczywiście ciągnie prawie dwa tygodnie na jednym ładowaniu. Nieopisany komfort.
    Oczywiście nie za darmo, dostępne standardy komunikacji ze światem to GSM IrDA. Ale nie narzekam - w końcu to telefon, a nie kieszonkowy komputer z funkcją telefonowania.
    Zauważyłem też, że wcale nie muszę być bez przerwy online. Naprawdę. :)

    A ten materiał występujący obok platyny w ogniwach paliwowych ma nawet polską nazwę - pallad. To pierwiastek chemiczny, metal z triady platynowców lekkich.
    Nie użyć polskiej nazwy pierwiastka chemicznego - to możliwe chyba tylko wtedy, jeśli piszący nigdy wcześniej się z nią nie spotkał. Ale jak to możliwe, że ktoś, kto nie zna nawet nazw pierwiastków chemicznych, zajmuje się pisaniem o technice?

  • sheppard25

    Oceniono 29 razy 21

    No coś w tym jest. Po co mi najlepszy obecnie telefon komórkowy na świecie skoro mój SGS2 wytrzymuje jakieś 6 godzin surfowania po necie max? Oddałbym część funkcji za baterię która trzymałaby te pare dni silnego eksploatowania

  • Gość: Palladium

    Oceniono 22 razy 16

    Palladium? A może po prostu Pallad.

  • tirinti

    Oceniono 19 razy 11

    To wina pracza mózgów jobsa i jego lansowania cienkości.
    Kiedyś miałem Smartphona HTC Universal, który miał centymetr grubości i solidną baterię a do tego można było kupić wersje pogrubioną z jeszcze większą baterią, która starczała na tydzień.

    Obecnie mam HTC HD7, który jest o połowę cieńsy i ma śmiesznie malutką bateryjkę i trzeba go codziennie ładować.
    Z przyjemnością kupiłbym grubego smartpgona z pojemną baterią.

  • Gość: gosc

    Oceniono 13 razy 9

    Naukowcy zaprojektowali katodę akumulatora z odpadów drzewnych powstających przy produkcji papieru, co może doprowadzić do produkcji tańszych i bardziej bezpiecznych elektrod. Nowa katoda baterii akumulatorowej wykazuje cechy podobne do innych katod wytwarzanych z cennych metali i innych rzadkich surowców. Grzegorz Milczarek z Politechniki Poznańskiej w Polsce i Olle Inganäs z Uniwersytetu w Linköping w Szwecji połączyli w swojej konstrukcji pochodne ligniny z polipyrrolem. Raport z badania ukaże się 23 marca w czasopiśmie Science publikowanym przez AAAS, stowarzyszenie naukowe pożytku publicznego.

  • acidity

    Oceniono 8 razy 8

    Przecież problem długości pracy urządzenia na jednym ładowaniu można bardzo łatwo pokonać wykorzystując obecną technologię! Trzeba tylko zaprojektować gabarytowo większą baterię, może ona nawet zajmować całą powierzchnię urządzenia (jako tylna pokrywa). Zwiększy to wprawdzie jego grubość i wagę, ale to chyba żadna cena za np. 12-16 godzin ciągłej pracy?!
    W ten sposób można nawet tworzyć modele urządzeń z możliwością zastosowania różnych grubości baterii - jak ktoś ma stały dostęp do gniazdka, weźmie baterię cieńszą działającą krócej, a jak ktoś dużo czasu spędza w lesie, to weźmie tę grubszą.

  • zawsze_prawdziwy

    Oceniono 15 razy 7

    a do tego warto dodać że częste ładowanie baterii prowadzi do jej szybszego zużycia czyli kupna nowej więc może oni nie tacy głupi? biznes is biznes a stare komórki górą bo po co komu normalnemu te wypasione cacka jak ma dobrego lapka czy blackberry?:)))

  • dmocho

    Oceniono 2 razy 2

    Toshiba już kilka lat temu zapowiadała sprzedaż telefonu z ogniwem które wystarczy raz na jakiś czas napełnić paliwem - na zapowiedziach się skończyło.

Aby ocenić zaloguj się lub zarejestrujX