ללא ספק, כולנו נרוויח מחיי סוללה ארוכים יותר במחשבים הניידים, ההיברידיים והמכשירים הניידים האחרים שלנו. למרבה הצער, הנוכחי סוללת ליתיום-יון (LIB) כמעט הגיעה לפוטנציאל שלה, והדרך היחידה להגדיל את זמן הריצה המנותק במכשירים הניידים שלנו היא לייצר סוללות גדולות יותר. עם זאת, זה בקושי פתרון בר-ביצוע בתעשייה שבה ציוד קל ורזה יותר רצוי מאוד. אנחנו צריכים משהו חדש; דרך להגדיל משמעותית את קיבולת האחסון מבלי ליצור התקני אחסון אנרגיה גדולים יותר.
סרטונים מומלצים
לאחרונה, ה המעבדה הלאומית של משרד האנרגיה בצפון-מערב האוקיינוס השקט הגיע עם טוויסט חדש בסוללת הליתיום-יון, שלפי הדיווחים יכולה לאחסן "לפחות" פי שניים אנרגיה מאשר סוללה היברידית או מחשב נייד קונבנציונלי. במקרה זה, השיטה כרוכה בשימוש בסיליקון דמוי ספוג. "פריצות דרך" מוצעות אחרות לשיפור הסוללה נעשו, אבל הן עשויות לקרות או לא, ובמקרה הטוב הן במרחק של שנים. עם זאת, זה לא רק סביר ביותר, אלא גם לא כואב יחסית לפריסה.
למה סיליקון?
נכון לעכשיו, כמעט כל ה-LIBs משתמשים באלקטרודות גרפיט באחסון ופריקה של אנרגיה. ה-LIB הקונבנציונליים הללו אוגרים פי 10 פחות אנרגיה ממה שמסוגלות אלקטרודות מבוססות סיליקון. בעוד שהנוסחאות המתמטיות מורכבות, בעולם מושלם, סוללה מבוססת סיליקון תעניק לך פי 10 את אספקת החשמל. עם זאת, בהתחשב בכל דבר אחר שדורש התייחסות, כגון כימיה של סוללות, אלקטרודות סיליקון (לפעמים נקראות
אָנוֹדָהs) יכול להכפיל, או אולי לשלש את קיבולת אחסון האנרגיה לעומת התקן הנוכחי.בעיה בשימוש בסיליקון בעבר הייתה שהוא סופג יותר מדי ליתיום-יוני (הם נחוצים כדי לאחסן ולעזור לייצר חשמל), לעתים קרובות מתרחבים עד 400 אחוז במסה במהלך טְעִינָה. זה, כפי שאתה יכול לדמיין, גרם לכל מיני בעיות, כולל (אך לא רק) שבירה של בית הסוללה. זה פשוט לא ניתן לעבודה - עד שהמעבדה הלאומית של משרד האנרגיה בצפון-מערב האוקיינוס השקט המציאה אלקטרודת סיליקון שזכתה לכינוי "ספוג סיליקון מזופורי" שמתרחב רק ב-30 אחוז בר-קיימא.
במילים פשוטות, ספוג סיליקון מזופורי הוא חתיכת סיליקון מחוררת עם חורים. כאשר סופגים יוני ליתיום, במקום להתרחב כלפי חוץ, הסיליקון מגדיל את המסה שלו על ידי מילוי החורים. עם מגבלת ההתפשטות של 30 אחוז, האלקטרודה המבוססת על סיליקון מכילה ריכוז אנרגיה של כ-750 מיליאמפר/שעה לגרם, או בערך פי שניים מאלקטרודות על בסיס גרפיט. בנוסף, אלקטרודות הסיליקון הוכחו כגמישות - אב-טיפוס הסוללה שמרה על 80 אחוז מהקיבולת שלה לאחר 1,000 טעינות.
מתי נראה את הסוללות החדשות האלה?
הצעד ההגיוני הבא של משרד האנרגיה של המעבדה הלאומית בצפון-מערב האוקיינוס השקט יהיה לבנות אב טיפוס גדול יותר - אולי משהו גדול מספיק כדי להפעיל מכשיר נייד מיינסטרים. בינתיים, בזמן שאנו ממתינים למדענים של הממשלה שימשיכו לפתח את הטכנולוגיה, חברת סטארט-אפ מעמק הסיליקון בשם "אמפריוס"עובד כעת בפיתוח ומסחור גם אותם.
אמנם, שיעורי ספיגת האנרגיה מבוססי הסיליקון של אמפריוס נמוכים בהרבה (רק 10-50 אחוז יותר אגירת אנרגיה מאשר גרפיט), אך עד כה התוצאות היו מעודדות מספיק כדי להצביע על כך שסיליקון יכול מאוד למלא תפקיד חשוב בהפעלת מכשירי המחשוב הניידים שלנו - ואולי בקרוב.
המלצות עורכים
- כיצד לטפל בסוללת המחשב הנייד ולהאריך את חייו
שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.
