Het wordt algemeen erkend dat batterijen mobiele technologie terughouden. Sinds Volta ze in 1800 heeft uitgevonden, zijn ze behoorlijk ver gekomen van een stapel met koper, zink en pekel doordrenkte vodden..

De eerste openbare mobiele telefoon, het Motorola DynaTAC-prototype van 1973, had een batterijlevensduur van 20 minuten - verbazingwekkend voor die tijd. Dat de hedendaagse energie-hongerige apparaten een dag meegaan, is een bewijs van twee eeuwen wetenschappelijke vooruitgang - maar we willen meer.

Om een ​​echt mobiele smartphone-ervaring te hebben, hebben we een krachtbron nodig die overal naartoe gaat - en sommige technici denken dat we die bron zijn, Dr. Natasha Vita-More van de University of Advancing Technology vertelt ons dat het "kracht moet zijn die komt van het menselijk lichaam zelf. "

Stel je voor dat er een manier was om iets meer te eten of regelmatiger te bewegen en die telefoons zelf te voeden, ons lichaam letterlijk de krachtbron te worden ... en het is misschien niet zo ver weg als je zou denken.

Kinetische laders

Om meer te weten te komen, spraken we met drie mensen die gespecialiseerd zijn in dit gebied. Zij waren: Dr. Harry Zervos, Principal Analyst bij IDTechEx, een expert in thermo-elektrische energieoogst; Tom Snyder, afkomstig uit het North Carolina Regional Internet of Things (NC RIoT) -centrum, dat eerder in een technisch onderzoekscentrum voor nanosystemen heeft gewerkt; en de transhumanistische Dr. Natasha Vita-More, van de University of Advancing Technology.

Er zijn al veel op de markt en er zijn nog veel meer gestoorde concepten voor hen. Dit zijn in essentie machines die je energetische acties omzetten in kracht, hetzij direct, hetzij om te worden opgeslagen in een batterij.

Kinetische laders, machines die je beweging omzet in kracht, bestaan ​​al bijna net zo lang als mobiele telefoons. Een goed stroommodel is de Eton FRX4, die een handbediende lader, batterij en zonnepaneel combineert met een radio en zaklamp. Het werkt over het algemeen goed, maar wie een handvat wil aanzetten om een ​​iPhone op te laden?

Het nieuwste concept is om passief energie op te nemen, terwijl je beweegt. De Ampy is een batterijpak met twee gevoelige inductoren, die trillingen van beweging opvangen.

Het bevat genoeg lading voor anderhalf iPhone-batterijen, naar onze mening, en is ongeveer zo groot als een pak kaarten. Een uur trainen levert één uur actieve accuduur van de smartphone op, of vijf uur standby. Het is momenteel beschikbaar op de Ampy-website voor ongeveer $ 75.

Zonne-energie

Ja, draagbare zonnepanelen zijn helemaal iets. Ze zien er vreemd uit, maar het is een rationele manier om de stroom van de bron te vangen. Om het gemakkelijker te maken, worden er zonnevezels ontwikkeld die in allerlei stoffen kunnen worden geweven.

Mode of kracht? Of allebei?

Inderdaad, deze zijn al commercieel. Merken zoals Tommy Hilfiger hebben geëxperimenteerd met draagbare zonnepanelen geïntegreerd in vlaggenschipproducten, zoals hun op zonne-energie aangedreven jasje, hierboven afgebeeld. De verwijderbare zonnepanelen zijn waterbestendig en de lichtgewicht batterij bevat voldoende lading voor vier standaard smartphones.

Waarom is zonne-energie zo populair? Tom Snyder van NC RIoT legt uit. "Kijkend naar energieoutput per eenheidskosten, zijn fossiele brandstoffen nog steeds de regel, maar ze zijn niet haalbaar voor het milieu of praktisch niet toepasbaar voor draagbare elektronica en het internet der dingen."

Waarmee hij bedoelt dat niemand grote hoeveelheden explosieve brandstof wil vervoeren.

Snyder benadrukt dat zonne-energie nu op grote schaal, goedkoop beschikbaar is, en moderne zonne-energie-technologie efficiënt is - dat wil zeggen dat het een grote hoeveelheid licht omzet in energie.

"Zonne-energie is grotendeels op de markt gebracht, dus de kosten zijn praktisch haalbaar." Vooruitgang op niet op silicium gebaseerde zonne-energie zal het rendement veel hoger dan 20% rendement (hoewel tegen hogere kosten, dus van toepassing voor kleine apparaten in plaats van grootschalige energie) productie)."

Daarentegen is dr. Harry Zervos minder enthousiast; "Hoogrenderende zonne-energie (bijvoorbeeld GaAs-cellen) is een optie, maar het is erg duur en werkt niet goed als je het niet in de perfecte Californische zon tegen de lucht houdt."

En je zou het jasje van Tommy Hilfiger niet in een LA zomer dragen ...

Doekladers

Terwijl de kinetische opladers die we eerder zagen stroom haalden uit je fysieke activiteit, konden nieuwere technologieën onze telefoons van stroom voorzien alleen door onze ademhaling of de beweging van onze kleding.

Piëzo-elektrische materialen (bekend als 'piëzo's) omvatten een kristallijne structuur die een stroom genereert wanneer deze wordt gebogen, geperst of onderworpen aan andere stress. Verschillende onderzoeksstudies hebben geëxperimenteerd met 'piëzo's', waaronder onderzoek dat aantoonde dat een piëzo-elektrische binnenzool voldoende stroom kon genereren van lopen naar vermogen 30 LED's - ongeveer 50 milliwatt.

Andere studies hebben piëzo-weefsels rondom de longen en harten van dieren geïmplanteerd om met succes (als gruwel) vermogen te genereren.

"Piëzo-elektrische onderdelen hebben een aanzienlijk potentieel", zegt Snyder, "maar ze zijn nog jaren van praktisch gebruik in consumentenproducttoepassingen. Piezo's produceren zeer hoge vermogensoutputs, maar slechts voor een zeer korte duur, dus in totaal zijn de efficiënties nog steeds erg laag. materialen zijn redelijk broos en vaak niet goed geschikt voor toepassing op grotere schaal. "

Dat gezegd hebbende, denkt Snyder dat zelfs als 'piëzo's' momenteel niet geschikt zijn, integratie van materialen voor energieopname direct in textiel een enorm potentieel heeft.

Jess Jur van NC State werkt bijvoorbeeld aan een goedkope oplossing om energie te winnen uit temperatuurverschillen tussen isolatie. "[De] toepassing op korte termijn [is] op stoompijpen en industriële toepassingen, maar er is een veelbelovende kans om soortgelijke apparaten voor kleding te bouwen. Gezondheidsbewakingskleding is een heilige graal die op tijd zal worden bereikt."