Як подвоїти тривалість роботи смартфона від батареї?

Американці щорічно витрачають даремно енергії на 19 мільярдів доларів США.
Йдеться про ту енергію, яку безцільно споживають «пристрої-вампіри», як називають постійно включені електричні девайси в будинку, що мають звичай споживати енергію навіть будучи виключеними.Дослідниками з Університету Юти був знайдений спосіб скорочення втрат електроенергії, що виникають в процесі роботи сучасних смартфонів, комп’ютерів, ігрових консолей та інших пристроїв, пише Навколо нас.

Професор комп’ютерної інженерії Університету Юти Массуд Табіб-Азар (Massood Tabib-Azar) зі своєю командою інженерів знайшли спосіб створення мікроскопічних електронних перемикачів (світчей) для електроприладів і девайсів, які можуть «рости» і роз’єднувати дроти в схемах, таким чином відкриваючи або перекриваючи шлях електричному струму.

З цією технологією споживчі продукти, такі як смартфони і ноутбуки, зможуть працювати як мінімум в два рази довше від однієї зарядки батареї і навіть такі цифрові прилади, як телевізори і ігрові консолі, стануть більш енергоефективними. Для того щоб була можливість здійснювати різні функції, вся електроніка володіє перемикачами, вмикати і вимикати надходження електричного струму через мікросхеми, подібно до того, як це робить вимикач світла.

Але, на відміну від механічних перемикачів, ці твердотільні перемикачі, перебуваючи в режимі очікування, пропускають невеличкий потічок електрики. В результаті електроніка фактично не буває повністю відключеною.

І це веде не тільки до скорочення часу її роботи від батареї, але і до нагрівання девайса навіть в той час, коли користувач з ним нічого не робить. І ця енергія – повністю втрачена даремно енергія. Професор Табіб-Азар і його команда продумали новий тип перемикача для електронних мікросхем, в яких використовуються такі тверді електроліти, як сульфід міді.

Вони буквально «нарощують» провід між двома електродами, між якими проходить електричний струм і, таким чином, здійснюється включення. Якщо поміняти полярність електричного струму, металевий дріт між електродами «розривається», залишаючи відстань між ними. Таким чином, перемикач переходить в стан «вимкнено».

Третій електрод використовується для контролю за цим процесом і забезпечує «розрив» дроти. Професор Табіб-Азар пояснює, що відстань між двома електродами може бути менш нанометра, що становить одну стотисячну частку діаметра волоса. Таким чином, нове рішення цілком здатне використовуватися в мікросхемах сучасної електроніки. Мільярди подібних світчей можуть бути вбудовані в процесор комп’ютера або в твердотільний чіп, такий як ОЗУ в ноутбуці.

У смартфоні, наприклад, це технологія може застосовуватися може застосовуватися в комунікаційних мікросхемах телефону, які зазвичай і витрачають даремно енергію з батареї знаходиться в режимі очікування девайса. Крім підвищення енергоефективності у розглянутій технології є і інша перевага – вона дозволить знизити виділення тепла приладом або пристроєм, оскільки через його мікросхему стане проходити менше електричного струму.

Надлишкове нагрівання є проблемою, характерною для ноутбуків і телефонів, з часом знижує надійність компонентів цих пристроїв. Професор Табіб-Азар додатково також зазначив, що цей процес не зажадає для його застосування дорогого переобладнання виробничих потужностей, оскільки заводи вже використовують такий матеріал, як сульфід міді, у виробництві електроніки.

На сьогоднішній день єдиним недоліком цього технологічного процесу є те, що він працює повільніше звичайних використовуваних в кремнієвої електроніці перемикачів, оскільки потрібен час на те, щоб «виростити» і роз’єднати провід. Але професор Табіб-Азар і його команда збираються і далі оптимізувати новий технологічний процес. Він також повідомив, що дана технологія може знайти собі застосування в аксесуарах, для яких пріоритетна не швидкість, а тривалість роботи від батареї.

Адже для багатьох завдань повна продуктивність кремнієвих компонентів не використовується. Куди більш значущою є проблема втрат енергії. І розроблена технологія є способом підвищення енергоефективності електроніки.