В поисках вечной батареи

По словам бывшего руководителя Apple, инженеры компании на протяжении многих лет пытались создать интеллектуальный аккумулятор, для iPhone и iPod, способный заряжаться энергией солнца. Два сотрудника компании подтвердили, что они до сих пор продолжают экспериментировать с солнечными батареями.

Внимание к аккумуляторам, несчастным родственникам компьютерных чипов в одержимой исследованиями Силиконовой долине, снова возросло.

Одна досадная мелочь

По мере того, как технологические компании пытаются укрепиться в сфере носимых девайсов, среди которых спортивные браслеты, очки и смарт-часы, ограниченность аккумуляторных технологий становится самым большим препятствием на пути к продажам и огромной прибыли. Вряд ли покупатели захотят стать обладателем компьютера в виде наручных часов, подобно тому, над которым сейчас работают Apple, или очков от Google, если спустя несколько часов работы, их снова нужно будет заряжать.

Так что, гонка продолжается - как в плане поиска альтернатив традиционному аккумулятору, так и в поисках новых способов продлить время его работы.

Покупатели вам скажут: "Мне нужен более надежный аккумулятор, этот слишком быстро садится", уверен Муджиб Ияз, главный технический директор компании A123 Systems, занимающейся производством аккумуляторов для электромобилей и вкладывающей инвестиции в стартапы, в основе работы которых лежит разработка новых аккумуляторных технологий.

"Еще пять лет назад в этом не было необходимости", - продолжает он. "Теперь же это вопрос рынка и разработчиков в том, чтобы собраться вместе и обсудить, что необходимо сделать и сколько долларов потратить на научно-исследовательские разработки?"

Несмотря на то, что скорость работы компьютерных чипов возрастает в два раза каждые несколько лет, а цифровые дисплеи становятся заметно ярче и четче, аккумуляторные технологии по большей части застряли в прошлом столетии. Производители новых устройств возлагали надежды на постепенное улучшение аккумуляторов, в основе которых до сих пор используются ионно-литиевые смеси десятилетней давности, в сочетании с энергосберегающими чипами и экранами.

Проблема заключается в том, что обеспечить безопасность многих новых энергетических технологий не так легко. Неисправный аккумулятор теоретически может оказаться миниатюрной бомбой. А потому, прежде, чем оказаться на прилавках магазинов, продукты проходят тщательную проверку регулятивных инстанций.

Даже если новая система электропитания получает одобрение, она должна быть принята такими известными брендами, как Apple, Samsung или Microsoft прежде, чем все остальные потребители начнут ей доверять.

Новые аккумуляторы или энергосбережение?

Некоторые "жители" Силиконовой долины, к которым относится Тони Фаделл, бывший вице-президент компании Apple, возглавлявший разработку iPod и iPhone, считают, что гораздо целесообразнее сосредоточиться на постепенном улучшении аккумуляторов и других компонентов, нежели постараться изобрести что-то кардинально новое.

"Надеяться и делать ставки на новые аккумуляторные технологии, в моем понимании, глупо", - говорит Фаделл, в настоящее время занимающий пост исполнительного директора компании Nest, занимающейся бытовыми технологиями и с прошлого месяца принадлежащей Google. "Не возлагайте больших надежд на аккумуляторные технологии, они развиваются слишком медленно".

Фаделл, которого часто называют "одним из отцов iPod", за его работу над первой версией почтенного музыкального плейера Apple, признался, что в течение многих лет Apple пытались создать интеллектуальный аккумулятор к iPhone и iPod, с возможностью заряжаться от солнца. Но этот метод не получил применения на практике, потому что, когда мы находимся на улице, мобильные устройства часто оказываются в кармане, а искусственный свет внутри помещения вырабатывает только небольшое количество энергии.

Сегодня новейшие продукты Apple, включая последние версии MacBook Air, iPad и iPhone, в большей части полагаются на энергосберегающие процессоры и программные алгоритмы, позволяющие экономить энергию, нежели на саму батарейку. Представитель компании Apple отказалась давать какие-либо комментарии по поводу будущих продуктов и технологий. Но есть доказательства того, что компания изучает пути совершенствования аккумуляторных технологий.

Новые источники энергии

За последние несколько лет, Apple наняли инженеров, имеющих опыт в сфере энергетических технологий и разработки аккумуляторов из таких компаний, как Tesla, Toyota и A123 Systems. В прошлом году Apple приобрели Passif Semiconductor, стартап, разработавший коммуникационные чипы с малым потреблением энергии.

Для своих наручных часов Apple тестирует метод беспроводного заряда батареи путем магнитной индукции, по словам человека, давшего краткий комментарий о продукте. Подобная технология уже используется в некоторых смартфонах Nokia, при которой телефон помещается на зарядную подставку, а электрический ток создает магнитное поле, в котором появляется напряжение, заряжающее телефон.

Apple также экспериментировали с новыми методам заряда для потенциальных смарт-часов, сообщают близкие к источнику лица, хотя такие эксперименты еще долго не будут воплощены в реальность. Предполагается, что у часов будет изогнутый стеклянный экран, и одной из идей является добавить к экрану слой, который позволит заряжать устройство солнечной энергией в светлое время суток.

Осенью Apple подали объявление о поиске инженеров, специализирующихся на солнечной энергии.

Другой эксперимент Apple был связан с зарядом аккумулятора через движение, уже используемый во многих современных часах. В соответствии с патентом, поданным Apple в 2009 году, движение руки человека может управлять крошечной зарядной станцией, которая вырабатывает и доставляет энергию к устройству во время ходьбы.

Гонки корпораций

В июле Apple было решено выдать патент на гибкий аккумулятор, который может быть использован, как в наручных часах, так и в планшете. Несмотря на то, что аккумулятор был бы традиционным, он был бы тонким и изогнутым, что позволило бы с легкостью прикрепить к нему гибкую панель для накапливания солнечной энергии.

Google также занимается разработкой новых аккумуляторных технологий, пытаясь увеличить продолжительность работы смартфонов. "Вряд ли кому-то захочется ежедневно бегать в поисках зарядки в 3 часа дня", - говорит Марк Рандалл, старший вице-президент цепи поставок и операций в компании Motorola, которую, Google планирует продать Lenovo.

Samsung также занимаются разработкой новых типов аккумулятора для носимых компьютеров. Компания уже представила компактные изогнутые батареи, используемые внутри браслетов. В прошлом году они представили Dream Battery, в которых использованы твердые электролиты вместо жидкостей и полимеров, лежащих в основе ионно-литиевых батареек, что позволяет исключить риск взрыва и другие проблемы с безопасностью в гибкой электронике.

Стартапы не отстают

Университеты и стартапы также предпринимают свои собственные попытки не менее амбициозные, как у Apple, скорее напоминают журавля в небе. Тем не менее, это помогает им привлекать к себе внимание и венчурный капитал. Например, выдающиеся инвесторы, такие как Founders Fund; исполнительный директор Yahoo Марисса Майер; и Andreessen Horowitz поддерживают uBeam, стартап в городе Маунтин-Вью (штат Калифорния), занимающийся изобретением системы, в которой устройства будут заряжаться энергией из воздуха. Такая технология включает пьезоэлектричество - форму заряда, создаваемую в вибрациях некоторых кристаллов и керамики.

"Достижения в области аккумуляторных технологий сильно отстают от достижений в мобильных технологиях, при этом уровень потребления энергии возрастает, а потребители требуют большего от своих устройств", - говорит Мередит Перри, основательница uBeam.

"Когда беспроводная энергия будет использоваться повсеместно, продолжительность работы аккумулятора и заряд уже не будут критическими факторами в мобильных устройствах, так как они будут заряжаться все время",- продолжает Перри.

Йи Куи, профессор Стэнфордского университета, основавший стартап Amprius, разрабатывает способ замены угольных анодов в ионно-литиевых батареях кремнием. Вместимость кремния в 10 раз превышает вместимость углерода, но он имеет свойство расширяться и разрушаться. Так Куи и его команда покрыли кремний полимером, мягкой и эластичной субстанцией, по своим свойствам напоминающую материал, используемый в контактных линзах, который самопроизвольно устраняет небольшие трещины, появляющиеся в процессе работы аккумулятора.

Исследователи университета Вашингтона работают над методом, при котором беспроводные устройства могли бы работать вообще без батареи питания. Данный метод заключается в накоплении энергии от телевизионного, сотового или Wi-Fi сигнала, которые уже находятся в воздухе, говорит Шиямнат Голлакота, старший преподаватель компьютерных наук и инженерии, работающий над проектом. "Идея заключается в том, что мы уже окружены сигналами", - рассказывает Голлакота. "Так зачем создавать новые?"

В смартфоне без батареи не обойтись, так как от этого зависит работа экрана и другие функции, но благодаря методу накопления сигналов, телефонные звонки и текстовые сообщения доходили бы до телефона, не затрачивая на это энергии.

В Google создание новой батарейки является настолько важным, что поиски ведутся даже на самых высоких уровнях. Во время конференции, посвященной финансовой деятельности компании в прошлом году Ларри Пэйдж, исполнительный директор компании Google заявил, что продолжительность работы батареи на мобильных телефонах, планшетах и смартфонах является первостепенной среди новых изобретений. "Настоящий потенциал кроется в изобретении нового и лучшего", - подчеркнул он.