ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Energetski učinkovitiji iPhone bi mogao raditi i bez baterije

Ljubitelji gadgeta koji su je sanjali mobilni uređaj čija baterija radi dulje, a fizički je tanja, mogli bi uskoro  saznati da im se san ispunio. Zapravo, mogli bi uskoro saznati kako im baterija uopće i ne treba.

Inženjeri s University of Illinois su razvili oblik digitalne memorije s ultra niskim naponom koji je brži i koristi 100 puta manje energije od slične dostupne memorije. Tehnologija može omogućiti u budućnosti dulje trajanje baterije na prijenosnim uređajima i dulje vrijeme između između punjenja. Predvođeni inženjerom elektronike i računalstva, profesorom Ericom Popom, tim će objaviti svoje rezultate u predstojećim časopisu Science magazina.

"Mislim da svatko tko dolazi u dodir s  punjačima mobitela i laptopa se svako večer može povezati sa željom za uređajem čija baterija može trajati nekoliko tjedana ili mjeseci." rekao je Pop, koji je također aktivan na Beckman Institute for Advanced Science and Technology na Illinoisu. Flash memorija koja se koristi u današnjim mobilnim uređajima skladišti bit kao naboj, što zahtijeva visoko programirani napon i relativno je sporo. Industrija je iskušavala brže, a s većom snagom u materijalima za pohranu topline (phase-change materials PCM) kao alternativu. U PCM memoriji bit je pohranjen u otporu materijala, koji je promjenjiv.

Popov tim je smanjio snagu po bitu do 100 puta od postojećih PCM memorija, fokusirajući se na jedan jednostavan, ali ključan faktor - veličinu. Umjesto metalne žice koja je standard u industriji, tim je koristio ugljikove nanocjevčice, sićušne cijevi sa samo nekoliko nanometara u promjeru, otprilike 10.000 puta manje od ljudske kose.

"Potrošnja energije značajno je umanjena s volumenom memorije bita" rekao je student Feng Xiong, prvi autor rada. "Koristeći kontakte u nano veličinama bili smo u mogućnosti postići mnogo manju potrošnju energije." Za stvaranje bita, istraživači su smjestili malu količinu materijala za pohranu topline u nanostupanjskom prostoru formiranom u sredini ugljikovih nanocijevi. Oni mogu prebaciti bit na "uključeno" i "isključeno" prolaskom vrlo malo struje kroz nanocijevi.

"Ugljikove nanocjevčice su najmanji poznati elektronički dirigenti" kazao je Pop. "One su bolje od bilo kojeg metala kad je u pitanju isporuka male količine električne energije za  pokretanje PCM bita." Nanocjevčice također karakterizira izvanredna stabilnost jer nisu podložne degradaciji koja može oštetiti metalne žice. Osim toga, materijal za pohranu topline koji funkcionira kao stvaran bit je imun na slučajno brisanja podatka prilikom prolaska kroz skenera ili magnet.

Niskonaponski materijali za pohranu topline se mogu koristiti u postojećim uređajima sa značajan porast u trajanju baterije. Trenutno, pametni telefon koristi oko vat energije, a laptop radi na više od 25 vata. Nešto od energije ide na zaslon, ali je sve veći postotak koji je posvećen memoriji.

"Svaki put kad pokrenete aplikaciju ili pohranjujete MP3 ili streamate video, to je pražnjenje baterije" rekao je Albert Liao, student i koautor. "Memorija i procesor naporno radi u dohvaćanju podataka. Kako ljudi koriste mobitele sve manje za telefoniranje, a više za računanje, poboljšanje pohrane podataka i pronalaženje operacija je vrlo važno."

Pop smatra da je, zajedno s poboljšanjima u tehnologiji prikaza, memorija materijala za pohranu topline u nanocijevima je ključ za povećanje energetske učinkovitosti  uređaja iPhone kako bi iPhoneu baterija trajala duže, a bila manja ili čak ključ do točke gdje bi se iPhone punio koristeći svoju vlastitu toplinsku, mehaničku ili solarnu energiju - bez zahtijeva za baterijom. Ovo se ne odnosi samo na gadgete nego i na sve ostale uređaje koji su pogonjeni baterijom.

Izvor: University of Illinois at Urbana-Champaign

Podijeli.