Φαντάσου να μπορεί να γίνει η πλήρης φόρτιση της μπαταρίας του smartphone σου σε ένα μόνο λεπτό. Είναι κάτι το οποίο θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη βιομηχανία των smartphones, επιτρέποντας ενδεχομένως στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν μπαταρίες μικρότερης χωρητικότητας σε κάθε κινητό.
Παράλληλα, αυτό θα απελευθέρωνε χώρο μέσα στις συσκευές για προηγμένα στοιχεία υπολογισμού και δεδομένων. Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (PNAS) αναδεικνύει μια πρωτοποριακή τεχνική του Πανεπιστημίου του Κολοράντο που θα μπορούσε να το κάνει αυτό πραγματικότητα.
0-100 σε κάτω από 60 δευτερόλεπτα
Η καινοτομία επικεντρώνεται γύρω από την κίνηση των ιόντων μέσω των υπερπυκνωτών. Τα ιόντα, άτομα με καθαρό θετικό φορτίο, παίζουν καθοριστικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Οι υπερπυκνωτές αποθηκεύουν ενέργεια κατά τη διάρκεια κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης υψηλού ρεύματος, μικρής διάρκειας. Ο ερευνητής Ankur Gupta ανακάλυψε ότι η βελτιστοποίηση της κίνησης των ιόντων επιταχύνει σημαντικά τη φόρτιση και την εκφόρτιση της ενέργειας, επιτρέποντας σε μια μπαταρία smartphone να μεταβεί από το 0% στο 100% σε λιγότερο από 60 δευτερόλεπτα.
Ενώ παρόμοιες τεχνικές έχουν εφαρμοστεί για τη ροή σε πορώδη υλικά, όπως δεξαμενές πετρελαίου και συστήματα φιλτραρίσματος νερού, η εφαρμογή τους σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας είναι πρωτόγνωρη. "Δεδομένου του κρίσιμου ρόλου της ενέργειας για το μέλλον του πλανήτη, ένιωσα την έμπνευση να εφαρμόσω τις γνώσεις μου ως χημικός μηχανικός για την πρόοδο των συσκευών αποθήκευσης ενέργειας", εξήγησε ο Gupta. "Μου φάνηκε ότι πρόκειται για έναν ανεξερεύνητο τομέα, που παρουσιάζει μια τέλεια ευκαιρία".
Ο Gupta τονίζει ότι το κύριο πλεονέκτημα των υπερπυκνωτών είναι η ταχύτητά τους. Με την ενίσχυση της αποτελεσματικότητας της κίνησης των ιόντων, η φόρτιση και η απελευθέρωση της ενέργειας μπορούν να επιταχυνθούν δραστικά. Μια βασική ανακάλυψη της έρευνας ήταν ότι τα ιόντα κινούνται διαφορετικά από ό,τι τα ηλεκτρόνια στις διασταυρώσεις των πόρων νανοκλίμακας, αμφισβητώντας τις παραδοσιακές υποθέσεις που βασίζονται στον νόμο του Kirchhoff, ο οποίος καθοδηγεί τον σχεδιασμό ηλεκτρικών κυκλωμάτων από το 1845.
Ο χαμένος κρίκος
Η μελέτη έδειξε ότι η κίνηση των ιόντων σε ένα πολύπλοκο δίκτυο διασυνδεδεμένων πόρων μπορεί να προσομοιωθεί και να προβλεφθεί μέσα σε λίγα λεπτά. "Αυτό είναι το άλμα της εργασίας. Βρήκαμε τον χαμένο κρίκο", σημείωσε ο Gupta.
Αν και παραμένει αβέβαιο πότε αυτή η εργαστηριακή έρευνα θα "μεταφραστεί" σε εμπορική τεχνολογία, η προοπτική της άμεσης φόρτισης των smartphone είναι πιθανό να ωθήσει σε περαιτέρω εξελίξεις στον τομέα αυτόν.
Ακολούθησε το Esquire στο Facebook, το Twitter και το Instagram.