Aktive smartphone-brugere befinder sig på et eller andet tidspunkt uundgåeligt bundet til en stikkontakt, når deres enheder genoplades.
Disse dyrebare minutter kan føles som timer. Men hvis en israelsk startup gør det godt med sit seneste gennembrud, vil forbrugere være i stand til at oplade og gå inden for få sekunder.
Teknologien, der er udviklet af nanoteknologifirmaet StoreDot, blev for nylig demonstreret på Microsofts Think Next-symposium i Tel Aviv. Den nye gadget er afhængig af en batteripakke i murstensstørrelse, som virksomheden hævder at flytter elektriske strømme hurtigere end standard lithiumbatterier. Når batteripakken er tilsluttet en ekstern strømkilde, som den er i denne video, kan en Samsung Galaxy S4, for eksempel, gå fra næsten drænet til fuldt juice på 30 sekunder fladt.
Det er ingen hemmelighed, at de relativt trinvise fremskridt inden for lithium-ion-batteriteknologi gennem de sidste par årtier har gjort lidt for at holde trit med en ny generation af "smarte" magt-sultne mobile enheder, der nu inkluderer wearables som smartwatches og Google Glass. Indtil videre har den mest lovende indsats for at forlænge batteriets levetid involveret eksperimentelle forbedringer, der passivt høstes energi fra det omgivende miljø, såsom trådløs opladning, berøringsskærme med indbyggede solceller og piezoelektriske systemer designet til at absorbere kinetisk energi.
Men virksomhedens seneste opfindelse er ikke et batteri i konventionel forstand. Du kan tænke på nanodot-batterier som standardopbevaringsceller med høj densitet, kombineret med elektroder, der fungerer meget som en superkapitator.
Indlejret langs elektrodespidsen såvel som inden i elektrolytten indeni er "nanodotter", 2 nanometer lange krystaller omkring længden af en DNA-streng lavet af hvad Myersdorf beskriver som billige organiske materialer, der er i stand til at holde en ladning.
Krystallerne, afledt af aminosyrer, har egenskaber, der tillader dem at samles selv i kvanteprikker. Nanodots udsender også naturligt en rødlig, grønlig eller blålig lys i nærvær af rødt lys, hvilket gør dem til et ideelt kildemateriale til OLED-skærme, billigere alternativer til LED-skærme, siger han.
Når batteripakken begynder at oplades, gemmer den den første strøm af elektrisk strøm i spidsen i stedet for direkte ind i litiumet, en metode, der giver mulighed for 10 gange kapaciteten for traditionelle elektroder.
Mens nanodot-batteriet ikke reducerer den frekvens, hvormed gadgets skal oplades, gør det processen meget mindre tidskrævende og meget mindre besværet. Få forskere har gået denne rute, blandt andet på grund af de iboende begrænsninger af batteriteknologi, som omhyggeligt begrænser den hastighed, hvormed celler oplades og aflades af sikkerhedsmæssige årsager.
Selvom produktet er en prototype i øjeblikket, siger administrerende direktør og grundlægger Doron Myersdorf, at "nanodot" -systemsystemet vil være forbrugerklart inden 2016.
”Vi er overbeviste om, at vi kommer til at markedsføre, ” siger han. ”Vi har allerede vist, at konceptet fungerer.”
På trods af Myserdorf's gennembrud, tilpasning af teknologien til de kommercielle markeder kræver forskere at løse en række problemer, skriver Time Magazine- spaltist Jared Newman, blandt dem, at nanobatteriet vil oplade meget hurtigere, men ikke vil vare så længe på denne afgift:
I den aktuelle demo er StoreDots batteri fysisk større end batteriet i Samsungs Galaxy S4, men dets kapacitet er mindre. Så selvom det kan oplades meget hurtigere, varer det ikke så længe på en opladning. StoreDot siger, at det arbejder med kapacitetsspørgsmålet og håber at nå sit mål om at matche konventionelle batterier inden for et år. Opladeren er også meget større - selvom StoreDot siger, at den arbejder på at reducere størrelsen - og den vil være omtrent dobbelt så dyr som en almindelig oplader. Endelig skal selve telefonen ændres for at rumme en høj strøm under opladning ...
Krympning af batteriet og samtidig forbedring af kapacitet er en udfordring, som Myersdorf for det meste betragter som ret "håndterbar", da det hovedsageligt vil indebære justering af batteriets interne kemi, siger han. Når forskerne først har fundet ud af den optimale formel, hævder han, vil nanodot-batterier også give mulighed for tusinder, snarere end hundreder, ladecyklusser uden at tilføje bulk, skønt det ikke er klart, hvor længe batteriet vil vare, eller hvor meget det vil koste forbrugere.
Med en fungerende (omend grov) prototype, $ 6 millioner i finansiering og opbakning fra en stor navngivet smartphone-producent ser det ud til, at StoreDot i det mindste er længere end flere andre forskningsprojekter, der søger at genopfinde lagringssystemer, der bliver mere og mere overbelastede.
”Vi arbejder med flere store spillere, ” siger Myersdorf.
