Поделиться
Apple готовит iPhone и Macbook, которые будут работать неделями от одной зарядки
Apple хочет перевести все свои мобильные устройства с литиевых аккумуляторов на водородные топливные ячейки, за счет которых их автономность возрастет в несколько раз. У нее есть два патента, описывающих эту технологию, но она до сих пор не придумала, как сделать топливные элементы достаточно компактными.
Неделями без подзарядки
Компания Apple придумала, как радикально увеличить время автономной работы своих смартфонов iPhone и других мобильных устройств. Она предложила использовать вместо обычных литиевых аккумуляторов топливные элементы на водороде, о чем говорится в ее патенте с номерами 9917340 и 8980491 под названием «Портативное вычислительное устройство для внешнего управления топливными элементами» (Portable computing device for external fuel cell control). В документе отмечено, что на одном заряде такой ячейки гаджет сможет работать несколько недель.
Топливный элемент — это электрохимическое устройство, преобразующее исходные вещества (топливо) в электрический ток. Особенность элемента заключается в том, что топливо, на котором он работает, можно загружать извне порциями, по мере его расходования. В водородном элементе ток возникает в ходе химической реакции между водородом и кислородом из воздуха.
Свой новый патент Apple подала в американское патентное бюро (USPTO) еще 28 июня 2018 г. С того момента компания выпустила два поколения своих смартфонов (iPhone Xs и iPhone 11), и в каждом использовались литиевые батареи.
В списке авторов документа числятся шесть американских ученых, у каждого из которых уже есть несколько патентов, так или иначе связанных с топливными элементами. Это в первую очередь Брэдли Спейр (Bradley Spare), Виджей Айер (Vijay Iyer) и Джин Ли (Jean Lee), которым приписывают авторство патента на «Систему топливных элементов, соединенную с портативным вычислительным устройством» (Fuel cell system coupled to a portable computing device, номер 8980491 от 3 сентября 2015 г.). Он тоже принадлежит Apple и, как сообщал CNews, тоже описывает внешний элемент питания для портативной электроники, получающий электрическую энергию из водорода и его соединений.
Оставшиеся три автора нового документа Apple – это Грегори Тайс (Gregory Tice), Майкл Хиллман (Michael Hillman) и Дэвид Саймон (David Simon).
Преимущества и недостатки водородных элементов питания
Топливные элементы на водороде действительно способны существенно дольше держать заряд в сравнении со своими литиевыми «родственниками». Помимо этого, они гораздо более экологичны, как при производстве, так и при использовании и утилизации. Побочный продукт от преобразования водорода в электричество – обычная вода.
Водородные топливные ячейки используются в ряде современных электромобилей, например, в Toyota Mirai. Массовыми эти транспортные средства назвать пока нельзя ввиду полного отсутствия глобальной инфрастуктуры – к примеру, нет специализированных заправочных станций.
Кроме того, водород как газ отличается низкой плотностью – для хранения при комнатной температуре обычном давлении объема водорода, способного выделить столько же энергии, сколько и бак бензина, то такая емкость будет иметь в 800 раз больший объем в сравнении с бензобаком.
Зачем на самом деле Apple понадобился водород
В своем патенте Apple тоже указывает на трудности с хранением больших запасов водорода в небольших ячейках, и она работает над этой системой. Но ее первостепенная цель – не сделать iPhone и MacBook более экологичными и долгоиграющими.
В описании патента она рассматривает и политические проблемы, которые и побудили ее к началу исследований в этом направлении. Документ гласит, что использование водорода как альтернативного источника энергии позволит США (Apple – американская компания) в значительной степени снизить уровень своей зависимости от государств Ближнего Востока.
Именно эти страны в настоящее время являются главными экспортерами лития – основного сырья для производства литий-ионных и литий-полимерных батарей, использующихся в самой разной технике – ноутбуках, планшетах, смартфонах, портативных аккумуляторах и т. д.
«Непрекращающаяся зависимость нашей страны от ископаемого топлива вынудила наше правительство поддерживать сложные политические и военные отношения с нестабильными правительствами на Ближнем Востоке, а также подвергло наши береговые линии и наших граждан опасностям, связанным с морским бурением», – говорится в патенте Apple.
Почему до сих пор нет смартфонов на водороде
В обоих своих патентах, описывающих использование водорода для работы мобильных устройств, Apple указывает, что разработать достаточно компактный топливный элемент, который можно было бы поместить непосредственно в само портативное электронное устройство – это достаточно сложная задача на сегодняшний день. Она требует значительных ресурсов и человеко-часов. Еще одна сложность – сделать такой топливный элемент недорогим и сопоставимым по себестоимости и итоговой цене с литиевыми аккумуляторами.
Также в патентах нет информации о том, насколько конкретно более эффективны водородные аккумуляторы в плане автономности работы устройств на фоне литиевых. Apple также не уточняет, как пользователю придется утилизировать продукт переработки водорода – воду. Сроки появления первых топливных элементов для гаджетов, даже примерные, Apple не назначает.
Короткая ссылка
