Το να μπορεί το τηλέφωνό μας να μείνει ανοιχτό για πέντε μέρες με μία μόνο φόρτιση, είναι το όνειρο κάθε φανατικού χρήστη smartphone. Από ότι φαίνεται, χάρη στις τελευταίες εξελίξεις της τεχνολογίας στις solid state μπαταρίες, είναι πολύ πιθανό να μπορούμε να έχουμε συσκευές με αυτή την αυτονομία.
Οι μπαταρίες είναι αυτές που περιορίζουν την τεχνολογία εδώ και χρόνια, με τα smartphones να έχουν μπαταρία μόνο για μία με δύο ημέρες. Αυτό σημαίνει πως οι εταιρείες βάζουν φρένο στις επιδόσεις και στο τι μπορούν να κάνουν τα τηλέφωνά μας, προκειμένου αυξήσουν την αυτονομία. Παρόμοια είναι και η κατάσταση με τα ηλεκτρικά οχήματα, που μετά από μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα, μπορούν να χρειαστούν ώρες φόρτιση.
Οι πιο υπεύθυνες εταιρείες έχουν ξεκινήσει να αναπτύσσουν μπαταρίες ανόδου πυριτίου-άνθρακα, προσφέροντας ακόμα μεγαλύτερη χωρητικότητα, μέχρι να έρθουν οι solid state μπαταρίες.
Η ώρα των solid state μπαταριών όμως ίσως να μην είναι τόσο μακριά από ότι περιμέναμε. Στην τελευταία CES του Las Vegas, μια εταιρεία παρουσίασε κάτι που μπορεί να αλλάξει τον κόσμο της τεχνολογίας για πάντα.
Τι είναι οι Solid State μπαταρίες και πως λειτουργούν;
Στις μπαταρίες έχουμε τρία βασικά μέρη που είναι κοινά για όλες, ώστε να μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια και να την διαθέτουν στις συσκευές μας. Έτσι, έχουμε την άνοδο, την κάθοδο και τον ηλεκτρολύτη.
Άνοδος: Το ηλεκτρόδιο όπου λαμβάνει χώρα οξείδωση (απώλεια ηλεκτρονίων) κατά την εκκένωση. Συνήθη υλικά για ανόδους περιλαμβάνουν γραφίτη ή μέταλλα.
Κάθοδος: Το ηλεκτρόδιο όπου συμβαίνει αναγωγή (κέρδος ηλεκτρονίων) κατά την εκφόρτιση. Τα υλικά των καθόδων ποικίλλουν και μπορεί να περιλαμβάνουν μέταλλα όπως λίθιο, κοβάλτιο ή μαγγάνιο, ανάλογα με τον τύπο της μπαταρίας.
Ηλεκτρολύτης: Μια ουσία που επιτρέπει στα ιόντα να κινούνται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου, διευκολύνοντας τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Ο ηλεκτρολύτης είναι συνήθως ένα υγρό ή ένα τζελ που περιέχει ιόντα, αλλά στην περίπτωση των μπαταριών στερεάς κατάστασης, είναι στερεό, εξ ου και το όνομα.
Όταν λοιπόν συνδέουμε μια εξωτερική συσκευή στην μπαταρία και κλείνει το κύκλωμα, τα φορτισμένα ιόντα ρέουν από την άνοδο προς την κάθοδο, μέσω του ηλεκτρολύτη. Με αυτό τον τρόπο δημιουργείται μια διαφορά δυναμικού, που αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να κινούνται από την μπαταρία, προς την συνδεδεμένη συσκευή, παρέχοντάς την την απαραίτητη ενέργεια που χρειάζεται για να λειτουργήσει.
Οι μπαταρίες με άνοδο πυριτίου-άνθρακα, που έχουν την ικανότητα να προσφέρουν πολύ καλύτερη χωρητικότητα ανά κιλό. Αν και η βελτίωση είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με τις παραδοσιακές και απαρχαιωμένες μπαταρίες λιθίου, η νέα τεχνολογία έχει και αυτή περιορισμούς.
Τι είναι αυτό που κάνει τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης (solid state) καλύτερες;
Ένα από τα πολλά προτερήματα των solid state μπαταριών, είναι η πολύ υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Οι στερεοί ηλεκτρολύτες επιτρέπουν την χρήση μεταλλικών ανόδων λιθίου και πολύ λεπτότερα σχέδια. Αυτό σημαίνει πως θα έχουμε πολύ περισσότερη ενέργεια σε πολύ μικρότερες και ελαφρύτερες μπαταρίες.
Μαζί με τα παραπάνω, έρχονται και άλλα πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Μερικά από αυτά είναι η αυξημένη αγωγιμότητα ιόντων και η καλύτερη θερμική διαχείριση του στερεού ηλεκτρολύτη, κάτι που προσφέρει πολύ γρηγορότερη φόρτιση, σε μόλις λίγα λεπτά.
Όλα αυτά τις κάνουν αρκετά πιο ασφαλείς, με τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου να είναι αρκετά εύφλεκτες, ενώ απελευθερώνουν και αρκετές τοξικές ουσίες στην περίπτωση που υπάρξει ρήγμα στο κέλυφός τους. Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης δεν έχουν αυτά τα προβλήματα, μειώνοντας δραματικά τον κίνδυνο έκρηξης και πυρκαγιάς, ενώ ταυτόχρονα είναι πιο ασφαλείς για το περιβάλλον, είναι ανακυκλώσιμες και δεν περιέχουν τοξικές ουσίες.
Τι είναι αυτό όμως που καθυστερεί την παραγωγή τους;
Οι προκλήσεις στις Solid State μπαταρίες
Αρκετές εταιρείες έχουν υποσχεθεί solid state μπαταρίες εδώ και χρόνια, όμως μέχρι στιγμής δεν έχουμε δει ούτε μία να βγαίνει στην αγορά. Η Samsung κάποτε δήλωνε περίτρανα πως η σειρά Galaxy Note θα έρθει με μπαταρίες στερεάς κατάστασης, όμως η σειρά Galaxy Note έχει σταματήσει να κυκλοφορεί από το 2020 και ακόμα δεν έχουμε δει solid state μπαταρίες στις συσκευές της εταιρείας, η οποία ακόμα δεν έχει κάνει τη μετάβαση ούτε καν στις μπαταρίες ανόδους πυριτίου-άνθρακα.
Το 2017 μάλιστα, στελέχη της Samsung δήλωναν πως θα έχουν έτοιμες τις πρώτες μπαταρίες σε ένα με δύο χρόνια. Το 2019 έχει περάσει προ-πολλού και ακόμα δεν έχουμε ούτε ένα δείγμα πως η Samsung προσπαθεί να φέρει την εν λόγω τεχνολογία.
Τα κύρια προβλήματα περιλαμβάνουν την επαφή του στερεού ηλεκτρολύτη με τα ηλεκτρόδια — η μπαταρία αλλάζει τον όγκο της σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Έπειτα, υπάρχουν παράξενοι σχηματισμοί που ονομάζονται δενδρίτες, οι οποίοι σχηματίζονται μετά από έναν ορισμένο αριθμό κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης. Αυτοί μπορούν να διαπεράσουν και να προκαλέσουν ζημιά στην μπαταρία.
Η κατασκευή απαιτεί εξωτικά υλικά και ιδιαίτερα πολύπλοκες μεθόδους και η δημιουργία μιας γραμμής παραγωγής είναι κοστοβόρα και περίπλοκη. Όμως, η Donut Labs είναι η εταιρεία που δηλώνει πως είναι έτοιμη για τη μαζική παραγωγή.
Η μπαταρία της Donut Labs
«400 Wh/kg. Πλήρης φόρτιση σε πέντε λεπτά. Σχεδιασμένο για 100.000 κύκλους. Χαμηλότερο κόστος από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου.» Αυτή είναι η πρώτη φράση που σας υποδέχεται στην επίσημη σελίδα της Donut Labs.
Βέβαια, παραμένουμε επιφυλακτικοί για το αν η Donut Labs μπορεί να παράγει ικανές ποσότητες για κάποια εταιρεία στον τομέα των τηλεφώνων και όχι μόνο μικρές ποσότητες για συγκεκριμένες εταιρείες, πόσο μάλλον όταν εταιρείες μεγαθήρια δεν τα έχουν καταφέρει όλα αυτά τα χρόνια.
Για να δούμε λοιπόν ποια είναι η Donut Labs πίσω από το εγχείρημα. Από ότι φαίνεται, η εταιρεία παρέρχεται από την Vege Labs το 2024. Πρόκειται για την φινλανδική startup που υποστηρίχθηκε από τον δισεκατομμυριούχο Petteri Lahtela, τον συνιδρυτή της εταιρείας wearable συσκευών Oura. Ναι, ο ίδιος που ήταν υπεύθυνος για το Oura Ring.
Αυτό σημαίνει πως ίσως έχει την απαραίτητη χρηματοδότηση για το έργο, όμως χρειάζονται και τις απαραίτητες γνώσεις. Από ότι φαίνεται όμως, η Donut Labs έχει δημιουργήσει την μπαταρία στερεάς κατάστασης. Τα δεδομένα δείχνουν πως η Donut χρησιμοποιεί ένα δάσος από νανοσωλήνες άνθρακα, επικαλυμμένους με οξείδιο του τιτανίου για την αποιήκευση ενέργειας, ηλεκτρολύτη νατρίου και μια εύκολα κλιμακούμενη τεχνική εκτύπωσης για τη μαζική παραγωγή φύλλων αυτής της μπαταρίας.
Επιπλέον, ένας από τους στρατηγικούς εταίρους της Donut Labs είναι η Nordic Nano, μια εταιρεία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που προσφέρει προηγμένες λύσεις νανοτεχνολογίας για τη συλλογή και αποθήκευση ηλιακής ενέργειας.
Ένας από τους επικεφαλής επιστήμονες της Nordic, ο Δρ. Bela Bhuskute, δημοσίευσε πρόσφατα μια εργασία σχετικά με τις επιστρώσεις διοξειδίου του τιτανίου για διαφορετικές εφαρμογές, όπως ως προστατευτικό στρώμα γύρω από νανοσωλήνες σε μπαταρίες. Παράλληλα, η Nordic Nano δημοσίευσε μια αγγελία για θέσεις εργασίας, στην οποία αναφέρει πως οι μπαταρίες τους χρησιμοποιούν τεχνολογία μεταξοτυπίας. Είναι σαν την εκτύπωση στάμπας σε μπλουζάκι, όμως με τρομερά υψηλότερη ακρίβεια στην εκτύπωση ηλεκτροδίων.
Όμως, όλα τα παραπάνω είναι εικασίες, αν και όλα δείχνουν πως η εταιρεία έχει κάνει μεγάλα βήματα προς την νέα τεχνολογία. Υπάρχει όμως μια δυνατότερη απόδειξη πως η μπαταρία είναι πραγματική.
Η μοτοσικλέτα The Verge
Στην CES 2026, η Donut Labs και η Verge παρουσίασαν το πρώτο όχημα με μπαταρία στερεάς κατάστασης, την μοτοσικλέτα Verge και είναι πλήρως λειτουργική ενώ η εταιερεία δέχεται ήδη παραγγελίες, με τις παραδώσεις να ξεκινάνε το πρώτο τρίμηνο του 2026.
Πρόκειται για μια μηχανή που έχει αυτονομία 600 χιλιομέτρων με μία μόνο φόρτιση, ενώ φορτίζει μέχρι το 80% σε λιγότερο από 10 λεπτά. Μάλιστα, έχει 0-100 χιλιόμετρα την ώρα σε περίπου 3 δευτερόλεπτα.
Όμως, η μηχανή δεν θα παράγεται σε μεγάλες ποσότητες όπως τα τηλέφωνα και πιθανότατα μπορεί να καλυφθεί από ένα μικρό εργοστάσιο στην Φινλανδία, ενώ το εισαγωγικό μοντέλο της Verge θα κοστίζει 29.900 δολάρια. Από ότι φαίνεται η Donut Labs έχει την γνώση για να δημιουργήσει επιτέλους solid state μπαταρίες, όμως ακόμα δεν ξέρουμε αν μπορεί να τις φτιάξει σε μεγάλες ποσότητες. Αυτό είναι κάτι που θα ανακαλύψουμε τα επόμενα χρόνια.
Το μόνο σίγουρο είναι πως αυτές οι μπαταρίες είναι το μέλλον και αν η Donut Labs μπορεί να τις παράγει με μεταξοτυπία, τότε θα έχουμε μπαταρίες για κάθε είδους συσκευή, από τηλέφωνα, μέχρι drones.
Το μόνο σίγουρο είναι πως η Donut Labs θα χρειαστεί περισσότερη χρηματοδότηση και πιθανότατα κάποιες δυνατές συνεργασίες για να φέρει τις μπαταρίες της σε περισσότερες συσκευές. Ήδη έχει λάβει πάνω από 600 ερωτήματα από επιχειρήσεις μετά την παρουσίασή της στην CES, οπότε το ενδιαφέρον είναι μεγάλο.
Ας ελπίσουμε σύντομα πως θα έχουμε τηλέφωνα με μπαταρίες 5 ημερών!
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
