Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Гаджеты


Если провести опрос среди пользователей смартфонов о том, какого улучшения в своем смартфоне они больше всего ждут, то 9 из 10 наверняка проголосуют за увеличение времени работы батареи. Неудивительно, что много исследований по всему миру направлены на решение этой задачи. Причем некоторые из предлагаемых вариантов весьма необычны.

Сегодня в смартфонах чаще всего стоят литий-ионные и литий-полимерные батареи. Возможно, идеальный аккумулятор будущего будет работать на основе совершенно других материалов.

Микробные и водяные топливные элементы

Самое экзотическое решение предлагают исследователи из Бристольского университета. Они трудятся над созданием микробных топливных элементов, вырабатывающих энергию из продуктов жизнедеятельности человека.

В них бактерии заглатывают человеческие отходы, пропускают через себя, и те вещества, которые они затем выпускают наружу, вырабатывают электрический ток. Правда, микробная батарея пока еще далека от практического воплощения.

Выработанной энергии хватает лишь на непродолжительный серфинг по интернету, отправку SMS или короткий звонок. Однако разработку уже приметил и поддержал финансово благотворительный Фонд Билла и Мелинды Гейтс.

А вот ученые из университета Южной Калифорнии разрабатывают долговечный аккумулятор на водной основе, из дешевых и экологически чистых компонентов. В нем не используются металлы или токсичные материалы.

Его работа основана на окислительно-восстановительной реакции и особых молекулах — хинонах — которые участвуют в фотосинтезе и клеточном дыхании растений, грибов, бактерий и некоторых животных. Международная группа исследователей заверяет, что их аккумулятор выдерживает около 5000 циклов перезарядки и может служить до 15 лет. Впрочем, их детище пока тоже не готово к выходу на рынок.

Батареи из дерева и алюминия

Ученые из Университета Мэриленда пошли другим путем и умудрились создать эффективную перезаряжаемую батарею из дерева. С большего она работает по такому же принципу, что и классическая литий-ионная, только вместо лития в ней используется натрий. В основе аккумулятора лежат волокна целлюлозы из желтой сосны, которые покрываются тонким слоем олова.

По словам руководителя проекта, профессора Хонгли Жу, прототип батареи способен выдержать 400 циклов зарядки-разрядки. Правда, его энергоемкость пока оставляет желать лучшего: на начальном этапе исследователям удалось добиться значения лишь в 339 мАч.

Фото: Wikipedia
Фото: Wikipedia

Группа инженеров Стэндфордского университета работает над компактной батареей на основе алюминия. Промышленные аккумуляторы подобного типа уже производятся, но ранее использовать этот материал для питания смартфонов было проблематично из-за больших размеров. Но стэндфордские ученые сумели его миниатюризировать.

По словам авторов проекта, их разработка намного безопаснее, поскольку у нее полностью отсутствует риск возгорания. Также они заявляют, что их батарея будет служить намного дольше — поскольку прошла 7500 циклов зарядки-разрядки вообще без потери свойств.

Самозаряжающийся аккумулятор

Впрочем, экзотика экзотикой, но потенциал классической литий-ионной батареи тоже далеко не исчерпан.

Так, в прошлом году группа исследователей из Технологического института Джорджии заявила о создании самозаряжающейся батареи. Причем ученые просто усовершенствовали уже существующую технологию.

Разработанный ими прототип батареи заряжается от механического нажатия, которое заставляет ионы лития мигрировать от катода к аноду. Добиться подобного эффекта удалось путем замены полиэтиленового разделителя между двумя электродами литиевой батареи с помощью пьезоэлектрической пленки, в которую разработчики добавили наночастицы цирконат-титанат свинца.

В результате удалось не только повысить емкость батареи, но и увеличить скорость ее подзарядки. Глава исследовательской группы профессор Чжун Линь Ван считает, что его разработка найдет своего покупателя как раз именно в сфере мобильной связи.

«Телефоны будущего то и дело будут испытывать небольшие изменения и именно в этот момент им пригодятся новые батареи, которые восстанавливают свой энергозапас не только благодаря эксплуатации кнопок или тачскрина, но во время обычной ходьбы,» — заявил профессор.

Что есть сейчас

Исследования всегда интересны, потому что дают представление о том, в какую сторону движется прогресс. Часто идеи так и остаются на уровне идеи, но есть и такие, которые работают и дают результат. О них мы спросили представителя компании Huawei в Беларуси Фан Джиньонга.

По его словам, на энергоэффективность смартфона оказывают воздействие много факторов, в числе которых матрица и разрешение экрана, частота и количество ядер процессора, специальные режимы энергосбережения.

«Чтобы не сравнивать смартфоны из разных ценовых сегментов с различными характеристиками и, как следствие, разным потреблением энергии, я приведу конкретный пример работающих технологий, которые помогают сэкономить энергию батареи смартфона. К примеру, Huawei в своих флагманах использует запатентованную технологию энергосбережения ADRX+QPC. Ее роль заключается в уменьшении частоты излучения радиомодуля, что позволяет экономить до 30% энергии при работе смартфона в режиме ожидания. Впервые она была применена в 2013 году и с тех пор применяется во всех смартфонах Huawei, включая последний флагман — Huawei P9», — уточнил эксперт.

Добавим, что у каждого топового производителя есть свои подходы к энергосбережению. Например, Sony использует режим Stamina, ограничивающий фоновые процессы, яркость дисплея, анимации, виброотклик, GPS и передачу данных. У Samsung одним из способов энергосбережения стал перевод дисплеев в черно-белый режим.

К эффективным способам энергосбережения эксперт отнес также функцию снижения разрешения экрана и технологию работы ядер процессора big. LITTLE, разработанную компанией ARM.

Последняя представляет собой способность «умного» устройства автоматически определять, сколько энергии понадобится для выполнения той или иной задачи или задач и, таким образом, варьировать количество подключаемых ядер от 1 до 8. К слову сказать, это технология часто встречается во флагманских смартфонах и позволяет повысить энергоэффективность при выполнении повседневных задач.

Большинство 8-ядерных процессоров выполнены по принципу 4+4, где 4 ядра работают на более высокой тактовой частоте, а четыре менее производительны. В случае звонков, чтения электронных писем или работы с интерфейсом будут задействованы «экономичные» ядра, а в тяжелых играх и ресурсоемких приложениях — весь потенциал процессора.

Уменьшение разрешения экрана — также простое и эффективное решение, использующееся в ряде последних флагманских смартфонов, в том числе, Huawei P9 и Samsung Galaxy Note 7. Часто пользователю на небольшом экране гаджета неважно, используется Full HD разрешение, или просто HD (1280×720 пикселей). При этом после снижения разрешения скорость расхода аккумулятора также снижается.

Как видим, технологии снижения энергопотребления батареи смартфона и энергосбережения активно исследуются и внедряются. И вариантов развития очень много. Коммерческое воплощение может получить какой угодно проект, причем возможно даже самый удивительный. А пока в ближайшее время мы будем наблюдать различные апгрейды уже существующей литий-ионной технологии.

Нужные услуги в нужный момент