Bir sonraki gerçek pil teknolojisi atılımını kaç yıl beklemeliyiz?
İmkansız bir rüya gibi
Zirveye ulaştığı kabul edilen akıllı telefonlar için bile, bu yıl en güncel hale gelen OLED ekranlar ve geniş ekran oranı tasarımları gibi her yıl teknoloji ve tasarımda birçok değişiklik görebiliyoruz. Elbette, bunlar nasıl değişirse değişsin, alıştığımız bazı sabitler var ve bu pil teknolojisidir. Performans artmaya devam ediyor, çözünürlük gelişmeye devam ediyor ve fotoğraflar daha iyi ve daha iyi hale geliyor, ancak pil ömrü kesinlikle çok fazla ilerleme değil.
Elbette, batarya büyüdükçe cep telefonunun batarya ömrünü uzatmanın bir yolunu bulduk, ancak bu sadece en kaba yöntem. Hemen hemen tüm teknik araştırmalar para ve zaman harcayarak çözülebilir Pil teknolojisi büyük üreticilerin yatırımına değmeyecek kadar önemli mi?
Çözüm basit gibi görünse de öyle değil. Çok para yatırmak, en iyi bilim adamlarını işe almak ve yeterli sabra sahip olmak sorunu çözmenin anahtarı değildir. Sorun şu ki, daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir pil yaratmak tamamen yeni bir bilimsel alan içerecek.
Bu bağlamda, Imperial College Londondaki Dyson Mühendislik Okulunda profesör olan Billy Wu, Moore Yasasının sadece transistörlerin birkaç yılda bir küçüleceği, çipin daha fazla uyum sağlamasına izin vererek işlem gücünü artıracağı anlamına geldiğini açıkladı. Pil alanında durum böyle değil. "Mikroişlemciler alanında her şey sadece işleri küçültmek içindir. Ancak lityum iyon piller söz konusu olduğunda, enerji yoğunluğunu artırmak, başka bir deyişle cep telefonunuzun pil ömrünü uzatmak istiyorsanız, o zaman temelde Bataryadaki malzemeleri değiştirmek için. "
Elbette bu, "o zaman malzemeyi değiştir" kadar basit olmayacaktır, çünkü iç malzeme bileşiminin dengesi doğru olmasa bile ciddi sorunlara neden olabilir. Pek çok kaza şimdi bize kazanın ne kadar ciddi olacağını hatırlatıyor. Profesör Wu, mevcut nikel, kobalt ve manganez kombinasyonunun önümüzdeki birkaç yıl içinde değişebileceğini söyledi. Nikel daha aktif olduğu için oranı artacak ve dolayısıyla gücü artacaktır.
Tabii ki, sadece bu değişiklik, her şeyin istikrarlı ve güvenli olmasını sağlamak için hala birkaç yıl test gerektiriyor. Başarılı olursa pil ömrünün% 10 ila% 20 oranında artırılabileceği söyleniyor. Ancak insanlar yıllarca beklediler ve bekledikleri gelişmeler zamanla eşleşmiyor gibi görünüyor. Pil teknolojisindeki gerçek atılım, imkansız bir hayalin peşinde koşan insanlar gibi görünüyor.
Zorluklar
Bilim adamlarının sözleriyle, pil teknolojisinin bir tür "kaos sanatı" olduğu söylenebilir. Bu kadar yavaş gelişmesinin nedeni büyük ölçüde, hemen hemen her küçük ilerleme veya değişikliğin, güvenlik ve istikrar sağlamak için çok sayıda deneme ve test gerektirmesidir. Enerji yoğunluğunu artırmaya yardımcı olan bir malzeme bulsanız bile, gerçekten işe yarayacağını garanti edemezsiniz.
Örneğin, son zamanlarda silika jelin pillerde grafitten daha iyi bir malzeme olduğu keşfedilmiştir. Enerji yoğunluğu grafitinkinin on katı, yani cep telefonlarımız bir gün dayanırsa, silikon pil on gün dayanabilir. Sorun, böyle bir pilin çok tehlikeli bir patlayıcı haline gelmesidir.
Bu neden böyle? Pil şarj edilip boşaldığında grafit yaklaşık% 10 genişler ve daralır. % 10 ile başa çıkabiliriz, ancak silika jel bununla% 300'e ulaşabilir. Bu pilin ne kadar tehlikeli olduğu hakkında çok fazla düşünmenize gerek yok.
Tam da bu nedenle pil teknolojisi araştırmalarına yapılan yatırımın görünmez bir kara delik olduğu söylenebilir.Bu nedenle, dünyada sürekli olarak kilit sorunları çözen birçok bilim insanı, şirket ve araştırma kurumu olmasına rağmen, umutsuzluk bu çabaları her zaman yapar. Bireysel mücadele, endüstri çapında bir işbirliği oluşturamaz.
Daha da önemlisi, Samsung Galaxy Note 7 serisi olaylar tüm sektörü şok etti ve bu da insanların araştırmalarında daha temkinli olmalarına ve testin her adımına daha fazla dikkat etmelerine neden oldu. Sektördeki uzmanlara göre, birçok üretici bir şansa sahip olmaya başladı ve pil enerji yoğunluğunu artırmaya zorlamak istiyor. Batarya olayı, herkesi yavaşlamaya zorlayan bir uyandırma çağrısıdır - elbette, güvenliğe dikkat etmek kesinlikle iyi bir şeydir.
İlerlemeyi görebilir miyiz?
İşte soru geliyor: Atılımın ilerlemesi çok yavaş olduğundan ilerlemenin ne zaman olacağını göreceğiz? İlginç bir şekilde, cevap uzun zaman sonra, ancak o kadar uzun görünmüyor.
Profesör Wu, "100 milyon poundluk bir yatırımla yeni bir kimyasal proses geliştirmek yaklaşık 10 yıl sürüyor, bu nedenle ekonomik ölçek açısından mikroişlemci alanıyla kıyaslanamaz." Dedi.
Üstelik 10 yıl sadece ilk aşamadır. Yeni teknolojiyi yeterince güvenli ve istikrarlı hale getirmek için sürekli olarak test etmek ve geliştirmek bir 10 yıl daha alacak, aksi takdirde ticarileştirmeye uygulanamaz. En basit örnek, lityum iyon pillerle ilgili araştırma sonuçları ilk olarak 1980 yılında Oxford Üniversitesi'nde yayınlandı. Sony'nin bu teknolojiyi ilk kez ticarileştirmesi 1990'lara kadar değildi.
"Halihazırda başka bir kimyasal çözümümüz var, ancak gelmesi biraz zaman alacak. İnsanlar piller için yeni malzemeler olarak kükürt veya silika jelden bahsediyorlar. Ek olarak, şimdi nihai çözüm olabilecek bir tür lityum-hava pil var. Plan. Ancak, mükemmel olması 10 yıldan bir ya da iki yıl alacak. "Dedi Profesör Wu.
On yıl, hatta 20 yıl herkes için ürkütücüdür, ancak daha önce umutsuz durumu duyduktan sonra, o kadar uzun görünmüyor. Daha da önemlisi, üreticiler farklı bir yaklaşım benimsedi ve parça parça ilerleme ve optimizasyon kesinlikle mevcut olacak.
Pil teknolojisi kısa bir süre içinde başarısızlığa uğramasa da, diğer teknolojiler ilerleyemez. Cep telefonlarının performansı artmaya devam ettikçe ve hatta çözünürlük 4K seviyesine ulaştıkça, bunlar enerji tüketimi optimizasyonu için katı gereksinimleri ortaya koydu. Bu bağlamda 10 nanometre süreci ve hatta 7 nanometre süreci şimdiden gündemde. OLED ekranlar, enerji tüketimini etkili bir şekilde azaltabilir. Çeşitli yazılım seviyelerinde optimizasyon da zorunlu bir kurs haline geldi.
