Smartphone che hanno un'autonomia di una settimana e che si ricaricano in 10 minuti. Tutti li vorremmo ma purtroppo siamo lontani dall'averli e non sembra che la soluzione sia a portata di mano. Università e aziende di tutto il mondo sono però al lavoro e ogni giorno scoprono interessanti tecnologie che potrebbero, un giorno, soddisfare tutte le nostre necessità.
Microsoft è sicuramente in prima fila in questa caccia all'energia perduta. La casa di Redmond sta pensando a come portare l'autonomia degli smartphone a una settimana, avvalendosi sia di trucchi hardware che software. Il ricercatore Ranveer Chandra ha infatti spiegato che mentre la capacità delle batterie è solo raddoppiata negli ultimi 15 anni, c'è stato un incremento della potenza di calcolo decisamente più elevato.
"Non possiamo aspettare che arrivi una migliore tecnologia per le batterie. Possiamo fare molti progressi perché i sistemi operativi di oggi non usano la batteria in modo intelligente", ha sentenziato Chandra. L'idea più interessante su cui sta lavorando Microsoft è progettare dispositivi mobile con due piccole batterie litio piuttosto che una sola di elevata capacità. Una sarebbe deputata a offrire l'energia per carichi pesanti come i giochi. L'altra sarebbe pensata invece per alimentare il dispositivo quando si trova in "idle".
Chandra e i suoi colleghi hanno realizzato già alcuni semplici prototipi e ritengono che l'autonomia possa aumentare dal 20 al 50 percento. Le batterie non convertono l'energia in corrente con la massima efficienza. Parte viene dispersa in calore e altri processi, con uno spreco che cresce quando alla batteria viene chiesto di fornire un livello di corrente per cui non è stata progettata. Le batterie attuali sono pensate per un carico medio, quindi sprecano molta energia nei periodi di basso e alto carico.
Si può fare molto anche sul software, e Microsoft è ovviamente al lavoro anche su quel fronte. I ricercatori stanno lavorando su "E-Loupe", una tecnologia che permette al sistema operativo di identificare e sottoporre a rigido controllo le applicazioni che consumano molta energia, anche quando l'utente non le sta usando. E-Loupe può mettere in pausa o rallentare l'attività dei processi in background - per esempio, un'app che sta scaricando un file di grandi dimensioni - per massimizzare l'autonomia.
Chandra ha anche parlato di come le auto potrebbero beneficiare di questi studi. Ad esempio un'automobile potrebbe usare la sua batteria in modo differente nel caso il tragitto impostato tramite GPS preveda una salita ripida o la percorrenza di una strada trafficata.
Ma se l'autonomia è un problema, anche la velocità della carica è spesso un problema. Per questo i ricercatori dell'Università della California (Riverside Bourns College of Engineering), hanno sviluppato una nuova architettura per gli anodi delle batterie agli ioni di litio. Il segreto sta nell'uso del silicio rispetto alla grafite.
Usare anodi in silicio potrebbe aumentare la capacità totale delle celle del 63% e consentire di realizzare batterie il 40% più leggere e sottili, cosa molto utile non solo per gli smartphone o i tablet, ma anche per auto elettriche. Tutto questo è possibile grazie a nuova struttura tridimensionale in silicio accoppiata a nanotubi di carbonio a forma di cono. Le batterie agli ioni progettate in questo modo hanno portato ad avere una stabilità elettrochimica eccellente e una irreversibilità persino con alti tassi di carica e scarica, quasi 16 volte più veloci degli anodi in grafite.