Даже самый многофункциональный и навороченный смартфон будет бесполезен при отсутствии заряда. Несмотря на появление все новых возможностей и поддерживаемых приложений, срок службы аккумуляторов остается примерно на одном уровне. Некоторые из них, при длительном использовании (например – Wi-Fi, GPS-навигация или «мощные» игры) разряжают его за пар часов.
При этом способ изготовления и применяемые вещества делают источник питания достаточно дорогостоящим и осложняют процесс утилизации. Кроме того, при поломке аккумуляторы могут протечь и повредить остальной электронике телефона.
При поиске более дешевых материалов для обеспечения смартфонов энергией, исследователи из Университета Колорадо остановились на меди. Ее использование позволит создавать не только более долговечные и экологически-чистые, аккумуляторы, но и позволит этим устройствам значительно быстрее заряжаться.
На сегодняшний день, под руководством химика Эмми Прието, разработана действующая двумерная модель аккумулятора из медной пены, выступающей в роли токоприемника. Как отмечают исследователи структура материала идеально подходит для этих целей, показывая высокую эффективность в качестве электрода.
Токоприемник из пеномеди применяется учеными на анодной стороне батареи. На ее верхней части, путем гальванизации, изготавливается анод из антимонида данного металла. Он же выступает в роли электрода при накопления твердого электролита, происходящего при электрохимический реакции полимеризации. Катодом в системе является высушенная суспензия, которой заполняются пустоты внутри пены. Ток с его стороны батарее собирается с помощью сетчатой структуры из алюминия.
По словам Прието, использование пеномеди в аккумуляторах увеличит срок их службы почти в 10 раз, при этом понижая стоимость производства на 50%. Зарядка таких источников питания также должна ускориться (в 5-10 раз). Кроме того, используемые при производстве аккумулятора вещества сделают его менее токсичным и пожароопасным (за счет применения твердого электролита).
Сейчас разработчики занимаются созданием полноценного трехмерного прототипа батареи. После окончания этого этапа начнется тестирование в реальных условиях, для которого будет задействована различная портативная электротехника и электрические велосипеды.
Возможно, переход на аккумуляторы из медной пены, в будущем значительно упростит поиск подходящего для определенной модели смартфона источника питания. Из-за того, что некоторые из них не слишком распространены в стране, сервисные центры, если вообще берутся за их доставку, устанавливают длительный срок ожидания и завышенную стоимость.
Применение менее токсичных материалов при производстве аккумуляторов снизят воздействие этого процесса на окружающую среду и облегчат их утилизацию. Возможность более длительной работы позволит производителям быстрее развивать предлагаемую технику, интегрируя новые возможности, на которые в прошлом просто не хватало мощности.