Ερευνητές στις ΗΠΑ, με επικεφαλής έναν Έλληνα ηλεκτρολόγο μηχανικό, ανέπτυξαν μια μπαταρία λιθίου-ιόντων, που είναι πιο ασφαλής και ανθεκτική από τις υπάρχουσες και η οποία μπορεί να λειτουργήσει κάτω από ακραίες συνθήκες, γι' αυτό κατ' αρχάς θα χρησιμοποιηθεί από τον αμερικανικό στρατό.

Οι μπαταρίες λιθίου-ιόντων είναι οι ευρύτερα χρησιμοποιούμενες μπαταρίες σήμερα στις καταναλωτικές ηλεκτρονικές συσκευές, αλλά και σε άλλα συστήματα (αεροδιαστημικά, στρατιωτικά κ.α.). Όμως δεν είναι απαλλαγμένες από κινδύνους ασφαλείας, καθώς οι οργανικοί ηλεκτρολύτες τους παραμένουν μια μόνιμη πηγή ανησυχίας, με συνέπεια π.χ. να μπορούν να εκραγούν μόνες τους ή να ρυπάνουν το περιβάλλον. Όσο πιο εύφλεκτοι και τοξικοί είναι οι ηλεκτρολύτες τους, τόσο αυξάνεται ο κίνδυνος η μπαταρία να πιάσει φωτιά ή να αποτελέσει πηγή ρύπανσης.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Κώστα Γερασόπουλο του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Φυσικής (APL) του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό για νέα υλικά "Advanced Materials", σε συνεργασία με το Εργαστήριο Ερευνών του Στρατού των ΗΠΑ, δημιούργησαν ένα νέο τύπο εύκαμπτης μπαταρίας λιθίου-ιόντων.
Η νέα μπαταρία δεν είναι επικίνδυνη και επιπλέον είναι τόσο ανθεκτική, ώστε λειτουργεί ακόμη κι αν κανείς την κόψει, τη βυθίσει σε θαλασσινό νερό ή την πυροβολήσει! Εννοείται ότι τίποτε από όλα αυτά δεν μπορεί να αντέξει μια συμβατική μπαταρία.
18718808 copy
Η καινοτόμος μπαταρία χρησιμοποιεί έναν αβλαβή ηλεκτρολύτη από γέλη πολυμερούς με βάση το νερό (που αποκαλείται «νερό σε αλάτι») και ο οποίος λύνει το πρόβλημα της αστάθειας που έχουν οι παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου-ιόντων. Ακόμη κι όταν είναι πλήρως εκτεθειμένη στον αέρα και στο νερό, ακόμη κι όταν υποστεί ζημιά, η μπαταρία συνεχίζει να παρέχει ρεύμα.
Σε πρώτη φάση, η μπαταρία, που επιτρέπει πάνω από 4.000 κύκλους επαναφόρτισης, θα αξιοποιηθεί σε στρατιωτικές εφαρμογές. Όπως δήλωσε ο Γερασόπουλος, «ιδίως για τους στρατιώτες, που εκτίθενται σε ακραίες συνθήκες και περιβάλλοντα στη διάρκεια των αποστολών τους, η ικανότητα της μπαταρίας να διατηρεί τόσο την ασφάλειά της όσο και την απόδοσή της, δεν έχει προηγούμενο».
Ο Έλληνας ερευνητής τόνισε ότι συνεχίζεται η έρευνα για τη βελτίωση της μπαταρίας. «Θέλουμε να αυξήσουμε την ανθεκτικότητα του ηλεκτρολύτη και την ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών ακόμη περισσότερο. Η δουλειά μας αποδεικνύει ότι μπορούμε να φτιάξουμε μπαταρίες λιθίου-ιόντων, που να είναι ικανές να επιβιώσουν από μηχανικές φθορές» όπως είπε.
Ο Κ. Γερασόπουλος αποφοίτησε το 2005 από τη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ του ΕΜΠ και πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ με ειδίκευση την επιστήμη των υλικών. Από τον Απρίλιο του 2015 είναι κύριος ερευνητής στο εργαστήριο APL του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς της Βαλτιμόρης.

cnn.gr

Αν η βραδινή σας ρουτίνα πριν τον ύπνο συμπεριλαμβάνει να βάλετε το κινητό σας στην πρίζα, μάλλον είναι καιρός να αλλάξετε συνήθειες.

Φωτογραφίες, βίντεο, σκρολάρισμα σε social media, χρήση των χαρτών και άλλων εφαρμογών, και φυσικά συνομιλίες σε τηλέφωνα και μηνύματα. Οι περισσότεροι χρησιμοποιούμε το κινητό μας με τη φυσικότητα (ίσως και τη συχνότητα) που αναπνέουμε και, στο τέλος της ημέρας, σχεδόν όλοι κάνουμε το ίδιο πράγμα: Το βάζουμε να φορτίσει το βράδυ προκειμένου να είναι έτοιμο και πλήρως φορτισμένο για την επόμενη. Πρακτικό; Ναι. Σωστό; Σε καμια περίπτωση.

Σίγουρα θα έχετε παρατηρήσει ότι η μπαταρία του κινητού είναι ευαίσθητο υλικό. Ακόμα κι αν στην αρχή (μόλις έχετε αγοράσει το κινητό) κρατάει αρκετές ώρες (ίσως και μέρα ολόκληρη), όσο περνάει ο καιρός μειώνεται η δυναμική και η αντοχή της. Κι εμείς, άθελα μας, κάνουμε κάτι που ρίχνει κι άλλο την απόδοσή της. Την αφήνουμε να φορτίζεται όλη τη νύχτα.

Το να αφήνεις το κινητό στην πρίζα ενώ έχει φορτιστεί πλήρως -πράγμα που σίγουρα θα συμβεί όταν το φορτίζετε όλη νύχτα- αποδυναμώνει την μπαταρία του λόγω της υψηλής συχνότητας που διέρχεται μέσω του ηλεκτρικού ρεύματος.
Στην πραγματικότητα, μάλιστα, δεν χρειάζεται καν να φορτίζετε το κινητό σας μέχρι να φτάσει στο 100%. Κι αυτό γιατί όταν φτάσει σε κατάσταση πλήρους φόρτισης κι εσείς δεν το αποσυνδέσετε, αρχίζει να ανεβαίνει η θερμοκρασία του, πράγμα που φθείρει τη μπαταρία μακροπρόθεσμα.

Τελικά ποιος είναι όμως ο πιο αποτελεσματικός και σωστός, για τη διάρκεια της μπαταρίας, τρόπος φόρτισης;

Το καλύτερο που μπορείτε να κάνετε είναι να φορτίζετε για λίγο το κινητό σας σε όλη τη διάρκεια της ημέρας, τότε που μπορείτε δηλαδή να ελέγξετε τα επίπεδα φόρτισης και να το αποσυνδέσετε την κατάλληλη στιγμή.

Το πιο αποδοτικό για ένα κινητό είναι να είναι φορτισμένο ανάμεσα στο 50 και το 80%. Αυτό επιτρέπει στα φορτισμένα ιόντα να συνεχίσουν τη προστασία της μπαταρίας.

Για να επιταχύνετε τη διαδικασία μπορείτε να ακολουθήσετε τα παρακάτω τιπ:

Απόφύγετε να το φορτίζετε με το USB και προτιμήστε τον κανονικό φορτιστή με υποδοχέα για πρίζα στον τοίχο.

Εναργοποιήστε το airplane mode γιατί εξοικονομεί πολλή μπαταρία.

Αποφύγετε να ανοίξετε την οθόνη (για να δείτε την ώρα π.χ.) ή να τσεκάρετε τις ειδοποιήσεις σας γιατί και αυτό καταναλώνει μπαταρία.

bovary.gr

Ερευνητές στις ΗΠΑ παρουσίασαν το πρώτο κινητό τηλέφωνο, το οποίο καταναλώνει τόση λίγη ενέργεια, που δεν χρειάζεται μπαταρία.

Αν και πρόκειται για μια πειραματική συσκευή, χωρίς πολλές δυνατότητες (καμία σχέση με ένα smartphone!), θεωρείται ένα πρώτο βήμα για την μελλοντική απαλλαγή από το βάσανο της φόρτισης.
Το τηλέφωνο χρειάζεται μόνο 3,5 μικροβάτ για να λειτουργήσει, ενέργεια την οποία παίρνει από είτε από τα ραδιοσήματα που εκπέμπει ένας σταθμός βάσης σε απόσταση έως δέκα μέτρων, είτε από το φως του περιβάλλοντος με τη χρήση μιας ενσωματωμένης μικροσκοπικής ηλιακής κυψέλης, με μέγεθος όσο ένας κόκκος ρυζιού.

Οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί και μηχανικοί υπολογιστών του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Σιάλμ Γκολακότα, πραγματοποίησαν, εκτός από απλές, και κλήσεις Skype από το χωρίς μπαταρίες τηλέφωνό τους.
Το βασικό «τρικ» των ερευνητών ήταν ότι κατήργησαν ένα άκρως ενεργοβόρο χαρακτηριστικό των περισσότερων κινητών τηλεφώνων: την μετατροπή των αναλογικών σημάτων που μεταφέρουν τον ήχο, σε ψηφιακά δεδομένα που η συσκευή μπορεί να "καταλάβει".
Αντί γι' αυτό, το νέο τηλέφωνο εκμεταλλεύεται τις ανεπαίσθητες δονήσεις στο μικρόφωνο ή στο ηχείο του, κάθε φορά που ο χρήστης μιλάει ή ακούει στη διάρκεια μιας κλήσης. Η συσκευή χρησιμοποιεί αυτές τις δονήσεις για να κωδικοποιήσει την ομιλία στο ραδιοσήμα.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι η νέα τεχνολογία θα μπορούσε μελλοντικά να αξιοποιηθεί ευρέως. Στο μεταξύ, θα προσπαθήσουν να βελτιώσουν την ακτίνα δράσης της συσκευής και να κρυπτογραφήσουν τις συνομιλίες της για να είναι πιο ασφαλείς. Ακόμη, θα επιχειρήσουν να δώσουν πρόσθετες δυνατότητες στο χωρίς μπαταρία τηλέφωνο, όπως μία οθόνη και την παρακολούθηση (streaming) βίντεο.

enikos.gr

Ερευνητές κατόρθωσαν να δημιουργήσουν ένα νέο υλικό, το οποίο απαιτεί ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσει

Ένας από τους μεγαλύτερους φόβους του σύγχρονου ανθρώπου είναι να μείνει το κινητό του τηλέφωνο χωρίς μπαταρία και αυτήν την ανασφάλεια φαίνεται πως βρήκαν τον τρόπο να αντιμετωπίσουν ερευνητές από τα πανεπιστήμια του Μίσιγκαν και του Κορνέλ στις ΗΠΑ.

Οι ερευνητές των δύο πανεπιστημίων φαίνεται πως κατόρθωσαν να δημιουργήσουν ένα νέο υλικό, το οποίο απαιτεί ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσει, με αποτέλεσμα οι συσκευές με αυτό το υλικό στον επεξεργαστή τους να χρειάζεται να φορτίζονται μόνο κάθε τέσσερις φορές τον χρόνο.

Προς το παρόν οι επεξεργαστές είναι διαμορφωμένοι έτσι, ώστε απαιτούν συνεχή ροή ηλεκτρικής ενέργειας, σε αντίθεση με το νέο υλικό που θα χρειάζεται μονάχα μερικά κλάσματα ηλεκτρικής ενέργειας.

Έτσι, αν υιοθετηθεί το νέο υλικό που προτείνουν τα πανεπιστήμια Μίσιγκαν και Κορνέλ, μελλοντικά εκτός από το γεγονός πως θα χρειάζεται να φορτίζουμε τις συσκευές μας κάθε τρεις μήνες, μεγάλη βελτίωση αναμένεται να σημειωθεί και στη χρήση της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας. Ιδιαίτερη σημασία αποκτά αυτό το γεγονός αν λάβουμε υπ όψιν πως ως το 2030 αναμένεται το 40-50% της ενέργειας θα αφιερώνεται στις ηλεκτρονικές συσκευές.

Ποιός δεν έχει έχει γνωρίσει την εμπειρία να ξεμένει το κινητό του τηλέφωνο από μπαταρία;

Υπάρχει άραγε περίπτωση κάποτε κάτι τέτοιο να αποτελέσει οριστικά παρελθόν; Σε αυτό ακριβώς αποσκοπεί μια νέα τεχνολογία που αναπτύσσει η ομάδα ενός έλληνα ερευνητή της διασποράς, του καθηγητή Γιώργου Δημόπουλου του Πανεπιστημίου ΜακΓκιλ του Καναδά, με στόχο την πρώτη αυτοφορτιζόμενη-επαναφορτιζόμενη μπαταρία λιθίου-ιόντων μέσω ηλιακής ενέργειας.

Οι μπαταρίες λιθίου έχουν επιτρέψει την ταχεία εξάπλωση όλων των ειδών κινητών συσκευών, όπως τα «έξυπνα» κινητά και οι «ταμπλέτες», όμως απαιτούν συχνή επαναφόρτιση λόγω της περιορισμένης ενεργειακής χωρητικότητάς τους. Μία κάποια λύση -αλλά όχι απόλυτα ικανοποιητική- είναι οι φορητοί ηλεκτρικοί φορτιστές (π.χ. τα powerbanks). Μία καλύτερη εναλλακτική είναι οι φορητοί ηλιακοί φορτιστές, αλλά αυτές οι υβριδικές συσκευές είναι δύσκολο να σμικρυνθούν λόγω των πολύπλοκων κυκλωμάτων τους.
Ακριβώς για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου McGill και του ερευνητικού Ινστιτούτου Hydro-Quebec του Κεμπέκ, με επικεφαλής τον Δημόπουλο, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature Communications", αναπτύσσουν μια συσκευή ικανή να συλλέγει και να αποθηκεύει ενέργεια χρησιμοποιώντας το φως του ήλιου. Με άλλα λόγια, μια αυτοφορτιζόμενη-επαναφορτιζόμενη υβριδική μπαταρία, που θα χρησιμοποιεί ως πηγή την ηλιακή ενέργεια για να παράγει ηλεκτρισμό.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι είναι δυνατό ο ένας πόλος (κάθοδος) μιας συμβατικής μπαταρίας λιθίου-ιόντων να «ευαισθητοποιηθεί» στο φως του ήλιου, ενσωματώνοντας ειδικά μόρια-φωτοσυλλέκτες. Το επόμενο βήμα θα είναι να αναπτύξουν και τον άλλο πόλο (άνοδο), ώστε να κλείσουν το κύκλωμα της μπαταρίας, επιτρέποντας έτσι στην ενέργεια που παράγει η κάθοδος, να μεταφέρεται και να αποθηκεύεται στην άνοδο. Αν τα καταφέρουν, θα έχουν δημιουργήσει την πρώτη στον κόσμο κατά 100% αυτοφορτιζόμενη ηλιακή μπαταρία λιθίου-ιόντων.
«Έχουμε κάνει έως τώρα τη μισή δουλειά», δήλωσε ο Δημόπουλος. «Ξέρουμε ότι μπορούμε να σχεδιάσουμε το ηλεκτρόδιο που απορροφά το φως. Πιστεύουμε ότι είναι δυνατή μια μπαταρία που θα φορτίζεται από το φως».
Ο έλληνας ερευνητής εκτιμά ότι θα χρειασθούν μερικά χρόνια ακόμη για να ολοκληρωθεί και το δεύτερο σκέλος του στόχου, αλλά αισιοδοξεί ότι τελικά η νέα μπαταρία θα παίξει σημαντικό ρόλο στις φορητές συσκευές του μέλλοντος.

Ο Γιώργος Δημόπουλος αποφοίτησε από τη Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων και Μεταλλουργών του ΕΜΠ και από το 1983 είναι καθηγητής της μηχανικής των υλικών στο Πανεπιστήμιο McGill. Σήμερα είναι πρόεδρος στη Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων και Υλικών του καναδικού πανεπιστημίου και η έρευνά του εστιάζεται στα ανόργανα υλικά που έχουν περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές. Έχει στο ενεργητικό του πάνω από 250 επιστημονικές δημοσιεύσεις και δέκα τεχνολογικές πατέντες.
ΑΠΕ-ΜΠΕ