הפתרון לחיי סוללה קצרים: תאי דלק בסלולר

המסכים הקטנים מדי, שאליהם התייחסנו כאן בשבוע שעבר, אינם הבעיה היחידה של הטלפונים הסלולריים החדשים. ככל שהמכשירים מתקדמים ועשירים ביותר תכונות, כך גדלה צריכת האנרגיה שלהם ואורך חיי הסוללה מתקצר משמעותית.

העולם מתחבט כבר שנים בשיטות אלטרנטיביות לצריכת אנרגיה. למשל, מצב המתנה חסכוני, שבו הטלפון "ישן" כשאינו בשימוש, טכנולוגיות חכמות לסינון רעשים, המאפשרות להקטין את עוצמת השידור ללא פגיעה בטווח הקליטה, ומעבדים מתקדמים, שיודעים "לנוח" כאשר אין צורך בתפוקת אנרגיה מלאה.

כבר עתה ברור, כי צגי ה-OLED, שיחליפו לאיטם את צגי ה-LCD המסורתיים, יציעו בעתיד תמונה עשירה יותר, לצד צריכת אנרגיה משופרת. כך גם צגים מבוססי דיו אלקטרונית, שאינם דורשים כלל שימוש בחשמל בהצגת תמונה נייחת. אבל אין די בכל אלה. כדי להשיג חיסכון משמעותי יזדקקו הטלפונים למקור אנרגיה מתקדם מזה הקיים כיום. הנה כמה מהחידושים הבולטים בתחום.

ליתיום, הדור הבא

שתי טכנולוגיות חדשות נותנות בסיס לדור הבא של הסוללות, שיציע עוצמה גדולה בהרבה וזמן טעינה קצר במיוחד. טושיבה הכריזה בשנה שעברה על פריצת דרך בסוללות ליתיום Li-ion, שתהפוך את זמני הטעינה הארוכים להיסטוריה.

הסוללות החדשות יכולות להיטען עד ל-80% מהקיבולת שלהן בתוך דקה אחת בלבד, מהירות הגבוהה פי 60 ממהירות הטעינה של סוללות דומות כיום.

חוץ מהטעינה הקצרה, הסוללות של טושיבה יציעו גם אורך-חיים ממושך יותר: אחרי אלף מחזורי טעינה הן יאבדו רק אחוז אחד מיעילותן (לעומת הסוללות הקיימות, השורדות כמה מאות מחזורי טעינה בלבד). הסוללות צפויות לצאת לשימוש מסחרי במהלך השנה הנוכחית.

אלטייר ננוטכנולוגיות (Altair) הכריזה על פריצת-דרך בפיתוח חומרים עבור אלקטרודות לסוללות ליתיום. המשמעות: מעתה ניתן יהיה לייצר סוללות חזקות פי שלושה מאלה הקיימות כיום, ולהטעין אותן בתוך דקות ספורות בלבד.

תאי דלק

למרות מאמציהן של טושיבה ואלטייר, נדמה שסוללות הליתיום מתקרבות לקצה גבול היכולת. אחרי השיפורים האחרונים לא צפויה התקדמות דרמטית בסוללות הללו. ההערכות מדברות על פוטנציאל גידול של 50 אחוז בלבד בצפיפות האנרגיה (העוצמה שמפיקה הסוללה בגודל נתון).

לעומת זאת, האנרגיה הדרושה להפעלת טלפון מהדור הרביעי צפויה להיות גדולה פי ארבעה מזו הדרושה כיום למכשירי הדור השלישי. כדי לגשר על פער האנרגיה ההולך וגדל דרושה קפיצת-דרך משמעותית יותר, ודרך הדלת הפתוחה הזאת נכנסת הטכנולוגיה הוותיקה של תאי הדלק.

תא דלק מייצר אנרגיה ממקור חיצוני כתוצאה מתגובה כימית בין שני חומרים שונים. תא דלק מימני, למשל, מייצר חשמל בתגובה כימית בין מימן לחמצן. תוצר הלוואי של התגובה הכימית הזו הוא מים. לעומת זאת, תא דלק מבוסס מתנול יוצר אנרגיה על-ידי הפיכת מתנול למים.

תא הדלק מציע יעילות גבוהה בהמרת אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית, תוך ניצול של 40 אחוז עד 80 אחוז מהאנרגיה המקורית המופקת. לשם השוואה, שיעור היעילות של מנוע בעירה פנימית נאמד בכ-35% ושל תחנת כוח המשתמשת בפחם – 45%. תאי דלק מבוסס מתנול, שעשויים להשתלב בטלפונים הסלולריים, יוצרים הרבה יותר אנרגיה מאשר סוללה בגודל זהה.

מעבר לדחיסות האנרגיה, לתא הדלק יש יתרונות משמעותיים עבור מכשירים ניידים: הם יעניקו גם חופש פעולה למעצבים, שכן את מיכל הדלק ניתן לעצב כמעט בכל צורה שהיא. הטעינה עצמה קלה ומהירה: פשוט ממלאים מחדש מתנול אל תוך המיכל.

מי יודע, אולי בעתיד נוכל לקנות מיכל מתנול כפי שקונים פחית ממכונת משקאות, בכל מקום ובכל זמן. הבעיה העיקרית כרגע היא הגודל: אפילו תאי הדלק הקטנים ביותר הם בגודל של מחשב כף יד.

יקח זמן לסוללות לסלולרי

ויש גם את סוגיית הבטיחות הכרוכה בטילטול תא דלק ממקום למקום. ולמרות הכל, ניתן כבר לראות מכשירים ראשונים המופעלים בעזרת הטכנולוגיה. היטאצ'י הציגה אב-טיפוס של טלפון כזה הקרוי W32H. מיכל הדלק מתלבש על גב הטלפון. חברת קינטיק (QinetiQ) הבריטית, בעלת 20 שנות ניסיון בתיכנון ובניית תאי דלק, הודיעה כי היא עובדת על הקטנה משמעותית שלהם.

בחברה טוענים, כי גירסאות מסחריות ראשונות של תאים זעירים צפויות להופיע במהלך 2008, אבל יידרש עוד זמן עד שניתן יהיה לשלב אותם במכשירים הסלולריים. גם מוטורולה מגלה התעניינות ומתכוונת להשקיע בחברת Tekion, חברה אמריקנית המייצרת תאי-דלק לציוד נייד.

החברה מנסה לשלב טכנולוגיות סוללה מתקדמות ייחודיות יחד עם תאי דלק זעירים, ויוצרת מקור מתח אישי, שיתאים לציוד נייד ויאפשר שימוש לזמן ארוך במיוחד. דוקומו היפאנית מקווה להציע ביפאן כבר בשנה הבאה "שרוול טעינה" מיוחד, מבוסס סוללות דלק, שפותח במשותף עם מעבדות פוג'יסטו עבור טלפונים מבוססי הדור השלישי של דוקומו (FOMA). השרוול צפוי להגדיל באופן משמעותי את זמן השימוש.