Akıllı telefonlar ne kadar gelişirse gelişsin, pil ömürleri bir türlü istenen düzeye gelemiyor. Şayet ortalama bir telefon kullanıcısı iseniz, akıllı telefonunuzun pilinin en azından bir günü rahatlıkla çıkartmasını beklersiniz ancak ne yazık ki günümüzde buna pek rastlayamıyoruz. Bunun yerine, telefona bağlanmış bir powerbank görmemiz daha mümkün.
Meğer ki pil ömrü, tüketiciler için en kıymetli özelliklerden biri. Sorun şu ki, akıllı telefon teknolojisinin öbür alanları – daha büyük, daha yüksek çözünürlüklü ekranlar, daha güçlü donanım ve muhteşem kameralar – inanılmaz bir süratle gelişirken, pil teknolojisi çok geride kalıyor. Neredeyse 20 yıl öncesinin eski tuşlu telefonlarını, bilhassa de Nokia'ları hatırlıyorsanız, pil ömürlerinin bugüne nazaran nasıl fark attığını da hatırlıyor olmalısınız. Pekala fakat telefon teknolojisi her alanda ilerlerken, pil ömrü neden geriye gitti?
Aslına bakarsanız pil teknolojisi, 80'lerde kullanılan nikel kaplı hücrelere nazaran çok gelişti. Sonraki on yılda lityum iyon / lityum polimer pillere geçiş, daha küçük alanlara daha fazla gücün sığdırılmasına müsaade vererek akıllı telefon ihtilalinin başlamasına yardımcı oldu. Bugün, üreticiler daha fazla güç sağlamak için esasen yenilikçi tahliller kullanmaya çalışıyor ve potansiyel olarak ihtilal niteliğindeki yeni bir pil teknolojisinin haberlere çıkmadığı bir gün bile yok. Ancak bu teknolojiler, bir türlü beklenen gücü sağlayamıyor. Ancak tekrar de umut var. Bu yazımızda, pil teknolojisindeki ilerlemeyi simgeleyen birtakım yeni teknolojilerden bahsedeceğiz.
Çift Hücreli Piller
Birtakım üreticilerse, tek aygıtta çift hücreli pil kullanarak farklı bir yol izliyor. Ancak aslına bakarsanız çift pil kullanmakla daha büyük bir pil kullanmak ortasında, pratikte bir fark yok.
Örneğin OnePlus 9, toplam 4.500 mAh kapasiteli çift hücreli bir pile sahip. Dünyanın en büyük akıllı telefon pili olmasa da, bölünmüş tasarımı 65W'da inanılmaz derecede süratli bir formda şarj olabileceği manasına geliyor: 29 dakikada yüzde 1 – 100... Bunun nedeni, iki küçük pilin tek bir hücreden daha süratli şarj olabilmesi.
Pillerin Toplam Ömrü
Günlük kullanım müddetinin kâfi olmamasının yanında, bir de pillerin kullanım mühleti kelam konusu. Telefonunuzun pil ömrünün vakitle geriye gittiğini muhtemelen fark etmiş olmalısınız. Bunun nedeni, birden fazla akıllı telefonun bir yıllık kullanımda özgün pil kapasitelerinin yaklaşık yüzde 20'sini kaybetmesidir. Bu, bir müddet sonra sizin gördüğünüz yüzde 100 şarjın, aslında yeniyken elde ettiğiniz tam şarjdan kıymetli ölçüde daha az dayanacağı manasına gelir.
Neyse ki, Japonya İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki bir küme bilim insanı, pillerin toplam ömürlerinin %95'ini, etkileyici bir formda beş yıl yahut daha fazla mühlet boyunca müdafaalarına yardımcı olan umut verici kimi yeni teknolojiler geliştirmeyi başardı. Bu teknoloji, kısaca BP olarak isimlendirilen, Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenolene isimli yeni bir bağlayıcı gerece dayanıyor. Bu garip isimli gereç, pillerin özgün kapasitelerinin yaklaşık %95'ini, en az 5 yıl boyunca müdafaasını sağlıyor.
1 Günden Fazla Dayanan Piller
Artık de, telefonların bir günden daha fazla mühlet boyunca şarja gereksinim duymadan çalışmasını sağlamaya aday birtakım yeniliklerden bahsedelim.
Monash Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir lityum-kükürt pil, mevcut lityum-iyon pillerden daha düşük çevresel tesire sahip olmakla kalmıyor, birebir vakitte akıllı telefonlar için beş günlük bir pil ömrü sağlamaya aday. Dahası, üretim maliyeti de mevcut teknolojilere oranla çok daha düşük.
Bir öteki şirket olan Prieto Battery ise, sadece değerli ölçüde daha uzun mühlet dayanmakla kalmayan, birebir vakitte son derece süratli şarj olan bir pil geliştirerek işleri bir adım öteye taşıyor. Bu pil tahlili, klasik bir pile kıyasla iç yüzey alanını 60 kata kadar büyük ölçüde artıran akıllı bir bakır köpük alt katman kullanıyor. Bu, bir Prieto köpük pilin büyük ölçüde artırılmış güç ve güç yoğunluklarına sahip olabileceği manasına geliyor.
Şirketin şimdiye dek bize vaat ettiği en büyük gelişme is şu: 10 saat boyunca ekran ömrü sunan ve şarj edilmesi sadece beş dakika süren bir akıllı telefon pili.
Üstün Kapasitör Tabanlı Piller
Pil teknolojisindeki bir öteki heyecan verici alan ise, hiç kuşkusuz "süper kapasitörlü piller." Burada piller potansiyel güçlerini kimyasal olarak değil elektrostatik olarak depoluyor. böylelikle bugünün pillerinden çok daha süratli bir biçimde şarj mümkün oluyor. Çok süratli derken bir kaç katı düşünmeyin; 1.000 kata kadar daha süratli bir şarjdan bahsediyoruz. Öbür bir deyişle temelde rastgele bir aygıtın neredeyse anında şarj edilmesinden bahsediyoruz.
Dezavantaj ise, güç depolamada ortaya çıkıyor. Olağan bir pile nazaran bu teknoloji dörtte bir oranında güç depolayabiliyor. Lakin, bir telefonu anında şarj edebildiğinizde, bu durum birinci başta düşündüğünüz kadar büyük bir sorun olmayabilir. Yaygın uyumlu şarj aygıtlarıyla, teorik olarak kafelerde, ofislerde ve gibisi yerlerde, yalnızca birkaç saniye içinde pili doldurabilirsiniz.
Yakın gelecekte ise, muhteşem kapasitörlü pillerin suratını olağan pillerin güç depolama yetenekleriyle birleştiren hibrit bir tahlil ile karşılaşabiliriz.
Grafen'den Bahsetmemek Olmaz
Grafenden bahsetmeden geleceğin pil teknolojisi hakkında konuşamazsınız. Grafen, bal peteği gibisi bir yapıya sıkıca bağlı karbon atomlarının bir bileşiminden oluşuyor. Yalnızca bir atomik katman kalınlığında, akıl almaz derecede ince. Bu grafen levhalar, inanılmaz elektriksel ve termal iletkenlik, yüksek direnç, esneklik ve düşük tartı üzere yararlı özellikler sunabiliyor.
Grafen hücreleri, çok daha ince ve daha hafif bir pakette, çok daha yüksek kapasitelerle, olağan lityum iyon pillerden çok daha süratli şarj imkanı getiriyor. Bu da birebir alana, daha kalın pillere gerek kalmadan çok daha fazla güç sıkıştırabileceğimiz manasına geliyor. Buna üstün termal performansını da eklediğinizde, grafen piller bariz halde daha soğuk çalışarak uzun ömürlerini ve güvenliklerini artırıyor.
Sorun ise açık: Grafenin mucizevi özelliklerini yıllardır duyuyoruz fakat şimdi rastgele bir ana esere girdiğini göremedik. Bunun nedeni ise, sunduğu potansiyele karşın üretim maliyetlerinin inanılmaz derecede yüksek olması. Bugünün akıllı telefonlarının esasen abartıya kaçmaya başlayan fiyatlarına bir de grafenin maliyetini eklerseniz, neler olabileceğini varın siz düşünün.