۵ تکنولوژی که می‌توانند صنعت باتری را متحول کنند

در طول سال‌های اخیر، بخش بزرگی از کاربران تلفن‌های هوشمند، هنگام خرید محصول مورد نظر خود به عمر باتری بیشتر توجه می‌کنند. انتظارات کاربران در زمینه عمر باتری تلفن‌های هوشمند بالاتر رفته و اهمیت بیشتری برای این فاکتور قائل هستند.

اگر به پیشرفت تلفن‌های هوشمند در زمینه‌های مختلف توجه کنید، متوجه می‌شوید که پیشرفت صنعت باتری نسبت به سایر بخش‌ها از جمله پردازنده و نمایشگر بسیار کندتر بوده است. در حالی که تلفن‌های ما روز به روز سریع‌تر و باریک‌تر می‌شوند، اما عمر باتری آنها همواره یکی از چالش‌برانگیزترین بخش‌ها بوده و حتی سرعت رشد این گجت‌ها در زمینه‌های دیگر (مثل قدرت پردازشی) را تحت‌الشعاع قرار داده است.

خوشبختانه کمپانی‌ها هم متوجه اهمیت این موضوع شده‌اند و در تلاش هستند تا راه‌حلی برای مشکل باتری پیدا کنند. هم اکنون پتانسیل‌های بالایی برای پیشرفت در این زمینه وجود دارد و روی فناوری‌های جایگزین ساخت باتری کار می‌شود.

ما در این مقاله قصد داریم به ۵ مورد از مهم‌ترین و جالب‌ترین تکنولوژی‌های ساخت باتری بپردازیم که احتمالا منجر به پیشرفت‌های بزرگی در زمینه عمر باتری خواهند شد.

ابتدا به مواردی می‌پردازیم که مستقیما با فناوری ساخت باتری مرتبط نیست. تیمی از پژوهشگران، مطالعه‌ای را آغاز کردند تا ببینند وقتی نمایشگر یک گوشی هوشمند اندرویدی خاموش است، چقدر انرژی مصرف می‌کند و نتیجه مطالعه آنها نشان داد که پروسس‌های پس زمینه حدودا ۴۵.۹ درصد از توان مصرفی را به خود اختصاص می‌دهند. ظاهرا بیشتر این توان به خاطر ایرادات نرم‌افزاری به شکل غیرضروری مصرف می‌شود.

این تیم که اعضای آن را افرادی از دانشگاه Purdue، کمپانی اینتل و یک استارت‌آپ به نام Mobile Enerlytic تشکیل می‌دهند، اپلیکیشنی را توسعه داده‌اند که فعالیت‌های پس زمینه اندروید را نظارت کرده و نرم‌افزارهای محبوب کاربر را اولویت‌بندی می‌کند. اپلیکیشن‌هایی که به طور مرتب توسط کاربر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، هنگامی که نمایشگر خاموش است کمتر از پردازنده استفاده می‌کنند.

اپلیکیشنی که به عنوان نتیجه این پژوهش قلمداد می‌شود Hush نام دارد ,و توسعه‌دهندگان آن مدعی هستند که می‌توانند مصرف توان روزانه را تقریبا ۱۶ درصد کاهش دهند. شاید این میزان صرفه‌جویی در مصرف توان زیاد نباشد، اما مهم این است که این صرفه‌جویی صرفا با روش‌های نرم‌افزاری صورت می‌گیرد، نه سخت‌افزاری. برنامه تیم Hush این است که بتواند با اعمال بهینه‌سازی‌های بیشتر عمر باتری متوسط گوشی‌های اندرویدی را دو برابر کند.

شما هم می‌توانید Hush را دانلود کرده و نصب کنید و تاثیر آن را ببینید.

اگر تا‌کنون تلفنی داشته‌اید که بیش از یک سال آن را نگه داشته‌اید، احتمالا متوجه شده‌اید که عمر حافظه داخلی تلفن‌های هوشمند زیاد نیست. مشکل حافظه‌های فلش NAND این است که هر بلوک کوچک داده فقط می‌تواند چند بار بازنویسی شود و پس از مدتی خاصیت الکترومغناطیسی خود را از دست می‌دهد. به بیان دیگر، سیستم عامل هر چه بیشتر داده روی حافظه می‌نویسد، حافظه فلش بیشتر فرسوده شده و بلوک‌های آن از بین می‌رود.

خوشبختانه تیمی از محققان از دانشگاه هانیانگ چین راهی پیدا کرده‌اند تا عمر حافظه‌های داخلی را افزایش دهند. این تیم با بهینه‌سازی سیستم ورودی/خروجی پایگاه داده SQLite که توسط استک اندروید مورد استفاده قرار می‌گیرد، توانسته حجم کل داده‌های نوشته شده را تا یک ششم کاهش دهد. این روش تاثیر مستقیمی روی این دارد که گوشی‌های اندروید بتوانند هنگام نوشتن داده‌ها روی حافظه داخلی سریع‌تر عمل کنند.

حتما می‌پرسید که این موضوع چه ربطی به عمر باتری دارد؟ جالب است بدانید که با اجرای این روش، عمر متوسط باتری تلفن‌های هوشمند اندرویدی تا ۳۹ درصد افزایش می‌یابد.

در سال ۲۰۱۴، محققان دانشگاه استنفورد اعلام کردند که راهی برای بهبود باتری‌های لیتیوم-یون کنونی مورد استفاده در موبایل‌ها یافته‌اند. این پژوهشگران با ساخت لیتیوم با چگالی بالاتر برای آنود باتری، توانسته‌اند پک باتری بسازند که با یک بار شارژ می‌تواند مدت زمان زمان بیشتری دوام بیاورد و فرسایش آن نیز بسیار کندتر از باتری‌های کنونی خواهد بود.

این تیم که توسط استیون چو، وزیر انرژی ایالات متحده هدایت می‌شود می‌گوید که این تکنولوژی می‌تواند عمر باتری تلفن‌های هوشمند را تا سه برابر افزایش دهد. اگر تمایل دارید درباره این فناوری بیشتر بدانید، مقاله مرتبط با آن را که در نشریه Nature به چاپ رسیده مطالعه کنید.

فضای اطراف ما پر است از امواج رادیویی که البته نمی‌توانیم آنها را ببینیم. برج‌های مخابراتی، روترهای وای‌فای و ابزارهای بلوتوث این امواج را ساتع می‌کنند. این امواج رادیویی میزان انرژی‌ها متفاوتی دارند، اما به هر حال تلفن‌های هوشمند ما با این انرژی‌ها احاطه شده‌اند.

تیمی از پژوهشگران از دانشگاه دولتی اوهایو روشی برای شارژ کردن تلفن پیدا کرده‌اند که از همین امواج رادیویی اطراف تلفن‌ها بهره می‌گیرد. با این روش می‌توان امواج رادیویی (RF) را به جریان الکتریکی DC تبدیل کرد تا انرژی مورد نیاز برای شارژ باتری تامین شود. هم‌اکنون محصولاتی چون قاب آیفون ساخت شرکت نیکولا می‌توانند با این روش تلفن هوشمند شما را به کندی شارژ کنند. اما چیزی که باعث شده این روش در فهرست ما ظاهر شود، ابتکار فوق‌العاده آن است، نه پیاده‌سازی‌های کنونی مبتنی بر آن! انرژی حاصل از این امواج بسیار اندک است و نمی‌تواند تاثیر خیلی زیادی روی افزایش عمر باتری بگذارد، با این حال این امید وجود دارد که در آینده بتوان انرژی بیشتری از این امواج استخراج کرده و آن را به جریان الکتریکی تبدیل کرد.

طی سال‌های اخیر فناوری شارژ بی‌سیم برای تلفن‌های هوشمند بسیار پرطرفدار شده و بسیاری از کمپانی‌ها این قابلیت را روی محصولات رده بالای خود به صورت پیش‌فرض قرار می‌دهند. اما در صورتی که فناوری مبدل RF به DC تکامل یابد، می‌توانیم همواره در همه جا یک شارژ وایرلس داشته باشیم که انرژی خود را از فضای اطراف تلفن می‌گیرد؛ فناوری که هم‌اکنون بیشتر به یک رویا شباهت دارد!

همواره گفته شده که سلول‌های سوخت هیدروژنی ناجی صنعت باتری خواهند بود و می‌توانند در این صنعت انقلابی به پا کنند، اما تا کنون این فناوری بسیار ناپایدار بوده و هیچ محصولی بر پایه آن ساخته نشده است. با این حال خوشبختانه با پیشرفت‌هایی که در این حوزه به وجود آمده، به نظر می‌رسد زمان زیادی تا به ثمر رسیدن آن باقی نمانده است.

در این فناوری بر اثر واکنش میان هیدروژن و اکسیژن، الکتریسیته به وجود می‌آید و از آن می‌توان برای شارژ کردن تلفن‌های هوشمند بهره برد. بر طبق گزارشی، یک کمپانی بریتانیایی به نام The Telegraph Intelligent Energy  توانسته یک پیل سوخت هیدروژنی بسازد که می‌توان آن را در داخل آیفون قرار داد. گفته می‌شود این سلول کوچک می‌تواند با یک بار شارژ، انرژی مورد نیاز برای یک هفته آیفون را فراهم کند. در این گزارش آمده که این کمپانی توانسته بدون نیاز به خارج کردن باتری لیتیوم-یونی گوشی، سلول سوختی خود را در بدنه آیفون ۶ جای دهد.

برای شارژ کردن این باتری، کاربر باید پس از یک هفته استفاده، از طریق بخش پایینی گوشی هوشمند، یک کاتریج جدید را وارد دستگاه کند. این آیفون ۶ با هر کارتریج می‌تواند در استفاده معمولی یک هفته تمام بی‌نیاز از شارژ مجدد کار کند.