Epäilemättä me kaikki hyötyisimme kannettavien tietokoneiden, hybridien ja muiden kannettavien laitteiden pidemmästä akun kestosta. Valitettavasti nykyinen litiumioniakku (LIB) on saavuttanut potentiaalinsa, ja ainoa tapa pidentää kannettavien laitteidemme käyttöaikaa irrotettuna on valmistaa suurempia akkuja. Se on kuitenkin tuskin toimiva ratkaisu alalla, jossa kevyemmät ja kevyemmät varusteet ovat erittäin toivottavia. Tarvitsemme jotain uutta; tapa lisätä tallennuskapasiteettia merkittävästi ilman, että tarvitsee tehdä suurempia energian varastointilaitteita.
Suositellut videot
Äskettäin, Energiaministeriön Pacific Northwest National Laboratory keksi uuden käänteen litiumioniakulle, jonka kerrotaan varastoivan "vähintään" kaksi kertaa enemmän energiaa kuin perinteinen hybridi- tai kannettavan tietokoneen akku. Tässä tapauksessa menetelmä edellyttää sienimäisen piin käyttöä. Muita ehdotettuja akun parannusten "läpimurtoja" on tehty, mutta ne voivat tapahtua tai olla toteutumatta ja ovat parhaimmillaan vuosien päässä. Tämä ei kuitenkaan ole vain erittäin uskottava, vaan myös suhteellisen kivuton ottaa käyttöön.
Miksi silikoni?
Tällä hetkellä lähes kaikki LIB: t käyttävät grafiittielektrodeja energian varastointiin ja purkamiseen. Nämä perinteiset LIB: t varastoivat vain 10 kertaa vähemmän energiaa kuin mitä piipohjaiset elektrodit pystyvät. Vaikka matemaattiset kaavat ovat monimutkaisia, täydellisessä maailmassa piipohjainen akku antaisi sinulle 10-kertaisen virtalähteen. Kuitenkin, kun otetaan huomioon kaikki muu, mikä vaatii huomiota, kuten akun kemia, piielektrodit (joskus ns. anodis) voi kaksinkertaistaa tai mahdollisesti kolminkertaistaa energian varastointikapasiteetin nykyiseen standardiin verrattuna.
Piin käytön ongelmana on aiemmin ollut, että se absorboi liikaa litiumioneja (niitä tarvitaan varastoimaan ja auttamaan tuottamaan sähköä), laajenevat usein massaltaan jopa 400 prosenttia lataaminen. Tämä aiheutti, kuten voit kuvitella, kaikenlaisia ongelmia, mukaan lukien (mutta ei rajoittuen) akun kotelon murtumiseen. Se oli vain mahdotonta – kunnes energiaministeriön Pacific Northwest National Laboratory keksi piielektrodin, jota kutsuttiin "mesohuokoinen silikonisieni”, joka kasvaa vain 30 prosenttia.
Yksinkertaisesti sanottuna mesohuokoinen piisieni on reikillä rei'itetty piipala. Absorboiessaan litiumioneja sen sijaan, että se laajenee ulospäin, pii lisää massaansa täyttämällä reikiä. 30 prosentin laajenemisrajalla piipohjaisen elektrodin energiapitoisuus on noin 750 mAh grammaa kohden, mikä on noin kaksi kertaa grafiittipohjaisten elektrodien energiapitoisuus. Lisäksi piielektrodit ovat osoittautuneet joustaviksi - prototyyppiakku säilytti 80 prosenttia kapasiteetistaan 1 000 latauksen jälkeen.
Milloin näemme nämä uudet akut?
Energiaministeriön Pacific Northwest National Laboratoryn seuraava looginen askel olisi rakentaa isompi prototyyppi – ehkä jotain tarpeeksi suurta valtavirran mobiililaitteen virtalähteeksi. Sillä välin, kun odotamme, että hallituksen tutkijat jatkavat tekniikan kehittämistä, Piilaakson startup-yritys nimeltä "Amprius” on parhaillaan myös kehittämässä ja kaupallistamassa niitä.
Myönnettäköön, että Ampriuksen piipohjainen litiumionienergian absorptionopeus on paljon alhaisempi (vain 10-50 prosenttia enemmän energiaa varastoituna kuin grafiitilla), mutta toistaiseksi tulokset ovat olleet tarpeeksi rohkaisevia viittaamaan siihen, että piillä voi hyvinkin olla tärkeä rooli mobiililaitteidemme tehonlähteenä – ja ehkä pian.
Toimittajien suositukset
- Kuinka hoitaa kannettavan tietokoneen akkua ja pidentää sen käyttöikää
Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.
