Растущие требования электронных устройств к энергоемкости батарей выходят за грань возможностей современных технологий, однако решения следующего поколения только разрабатываются.
Одна из самых серьезных проблем, связанных с переносными устройствами, — ограниченная емкость батареи. Похоже, каждое достижение в увеличении времени работы аккумуляторов парируется появлением новых технологий, микросхем и функций, требующих дополнительного расхода энергии. Результат — появление разнообразных коллекций автомобильных устройств для подзарядки, различных энергосберегающих чехлов для смартфонов и других подобных устройств и вещиц.
Сегодня литий-ионные батареи, используемые в широком ряду потребительской электроники, включая лаптопы, планшеты, смартфоны, плееры iPod, GPS-авигаторы и портативные игровые приставки, подходят к пределу своих физических возможностей. Исследователи вынуждены искать новые способы продления срока работы аккумуляторов без подзарядки.
Группа ученых в Национальной Лаборатории имени Лоуренса в Беркли разрабатывает новый тип анода (лемента, через который течет электрический ток в поляризованном устройстве), который может резко улучшить работу литий-ионных батарей. Такой анод позволяет батарее удерживать примерно в 8 раз больший заряд по сравнению с ныне используемыми батареями и не терять своей емкости даже после сотен циклов перезарядки.
В то же время Мария Штром, профессор в области нанотехнологий в Унивеситете Уппсалы (Швеция), выбрала “зеленый” путь. Она с коллегами надеется создать новый тип литий-ионной батареи с электродами, сделанными из клетчатки водорослей и проводящего полимера. “Источники сырья, используемого для изготовления современных литий-ионных батарей, постепенно истощаются. Нам надо думать о новых материалах”, — заметила она.
Другим направлением исследований является применение сульфида лития (Li-S). Команда исследователей в Университете Ватерлоо добилась некоторых успехов в создании материала, из которого можно создавать аккумуляторные ячейки повышенной плотности, способные принести некоторую пользу в электромобилях. Бернд Бор (Bernd Bohr), председатель правления немецкой Bosch Automotive Group, назвал технологию многообещающей и подтвердил интерес к ней со стороны автомобильной промышленности.
К сожалению, должно пройти еще 5—10 лет, прежде чем все эти разработки созреют для промышленного производства. Известная консалтинговая компания Deloitte отмечает, что стоит ожидать лишь некоторых постепенных улучшений. “Энергоемкость будет расти, а цены — падать. Кроме того, аккумуляторы будут служить дольше и заряжаться быстрее”, — говорится в подготовленном Deloitte отчете. Компания также подчеркивает, что улучшение характеристик даже на пять процентов в год “может со временем привести к значительному выигрышу”.
В краткосрочной перспективе Deloitte предполагает, что производители сфокусируются на конструировании более эффективных устройств с пониженным энергопотреблением. Пользователи будут снижать яркость дисплеев и отключать неиспользуемые функции, расходующие электроэнергию.
