Akıllı telefonlar ne kadar gelişirse gelişsin, pil ömürleri bir türlü istenen seviyeye gelemiyor. Eğer ortalama bir telefon kullanıcısı iseniz, akıllı telefonunuzun pilinin en azından bir günü rahatlıkla çıkartmasını beklersiniz ama ne yazık ki günümüzde buna pek rastlayamıyoruz. Bunun yerine, telefona bağlanmış bir powerbank görmemiz daha olası.
Oysa ki pil ömrü, tüketiciler için en önemli özelliklerden biri. Sorun şu ki, akıllı telefon teknolojisinin diğer alanları – daha büyük, daha yüksek çözünürlüklü ekranlar, daha güçlü donanım ve süper kameralar – inanılmaz bir hızla gelişirken, pil teknolojisi çok geride kalıyor. Neredeyse 20 yıl öncesinin eski tuşlu telefonlarını, özellikle de Nokia'ları hatırlıyorsanız, pil ömürlerinin bugüne göre nasıl fark attığını da hatırlıyor olmalısınız. Peki ama telefon teknolojisi her alanda ilerlerken, pil ömrü neden geriye gitti?
Aslına bakarsanız pil teknolojisi, 80'lerde kullanılan nikel kaplı hücrelere göre çok gelişti. Sonraki on yılda lityum iyon / lityum polimer pillere geçiş, daha küçük alanlara daha fazla gücün sığdırılmasına izin vererek akıllı telefon devriminin başlamasına yardımcı oldu. Bugün, üreticiler daha fazla güç sağlamak için zaten yenilikçi çözümler kullanmaya çalışıyor ve potansiyel olarak devrim niteliğindeki yeni bir pil teknolojisinin haberlere çıkmadığı bir gün bile yok. Ama bu teknolojiler, bir türlü beklenen gücü sağlayamıyor. Ama yine de umut var. Bu yazımızda, pil teknolojisindeki ilerlemeyi simgeleyen bazı yeni teknolojilerden bahsedeceğiz.
Çift Hücreli Piller
Yakın gelecekte, üreticiler telefonlarımıza daha büyük piller yerleştirmeye odaklanabilir; hatta şu anda bile bunu yaptıklarını söylemek mümkün. Tabii ki pilleri büyütmek, bugünün kısıtlı pil teknolojilerinden kurtulmadığımız sürece tek çözüm. Zira pil ne kadar büyükse, telefonunuz o kadar uzun süre dayanacaktır.
Bazı üreticilerse, tek cihazda çift hücreli pil kullanarak farklı bir yol izliyor. Ama aslına bakarsanız çift pil kullanmakla daha büyük bir pil kullanmak arasında, 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 hızlı bir şekilde şarj olabileceği anlamına geliyor: 29 dakikada yüzde 1 – 100... Bunun nedeni, iki küçük pilin tek bir hücreden daha hızlı şarj olabilmesi.
Pillerin Toplam Ömrü
Günlük kullanım süresinin yeterli olmamasının yanında, bir de pillerin kullanım süresi söz konusu. Telefonunuzun pil ömrünün zamanla geriye gittiğini muhtemelen fark etmiş olmalısınız. Bunun nedeni, çoğu akıllı telefonun bir yıllık kullanımda orijinal pil kapasitelerinin yaklaşık yüzde 20'sini kaybetmesidir. Bu, bir süre sonra sizin gördüğünüz yüzde 100 şarjın, aslında yeniyken elde ettiğiniz tam şarjdan önemli ölçüde daha az dayanacağı anlamına gelir.
Neyse ki, Japonya İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki bir grup bilim insanı, pillerin toplam ömürlerinin %95'ini, etkileyici bir şekilde beş yıl veya daha fazla süre boyunca korumalarına yardımcı olan umut verici bazı yeni teknolojiler geliştirmeyi başardı. Bu teknoloji, kısaca BP olarak adlandırılan, Bis-imino-acenaphthenequinone-Paraphenolene isimli yeni bir bağlayıcı malzemeye dayanıyor. Bu garip isimli malzeme, pillerin orijinal kapasitelerinin yaklaşık %95'ini, en az 5 yıl boyunca korumasını sağlıyor.
1 Günden Fazla Dayanan Piller
Şimdi de, telefonların bir günden daha fazla süre boyunca şarja ihtiyaç duymadan çalışmasını sağlamaya aday bazı yeniliklerden bahsedelim.
Monash Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir lityum-kükürt pil, mevcut lityum-iyon pillerden daha düşük çevresel etkiye sahip olmakla kalmıyor, aynı zamanda akıllı telefonlar için beş günlük bir pil ömrü sağlamaya aday. Dahası, üretim maliyeti de mevcut teknolojilere oranla çok daha düşük.
Bir diğer şirket olan Prieto Battery ise, yalnızca önemli ölçüde daha uzun süre dayanmakla kalmayan, aynı zamanda son derece hızlı şarj olan bir pil geliştirerek işleri bir adım öteye taşıyor. Bu pil çözümü, geleneksel bir pile kıyasla iç yüzey alanını 60 kata kadar büyük ölçüde artıran akıllı bir bakır köpük alt tabaka kullanıyor. Bu, bir Prieto köpük pilin büyük ölçüde artırılmış güç ve enerji yoğunluklarına sahip olabileceği anlamına geliyor.
Şirketin şimdiye dek bize vaat ettiği en büyük gelişme is şu: 10 saat boyunca ekran ömrü sunan ve şarj edilmesi yalnızca beş dakika süren bir akıllı telefon pili.
Süper Kapasitör Tabanlı Piller
Pil teknolojisindeki bir başka heyecan verici alan ise, hiç kuşkusuz "süper kapasitörlü piller." Burada piller potansiyel enerjilerini kimyasal olarak değil elektrostatik olarak depoluyor. böylece bugünün pillerinden çok daha hızlı bir şekilde şarj mümkün oluyor. Çok hızlı derken bir kaç katı düşünmeyin; 1.000 kata kadar daha hızlı bir şarjdan bahsediyoruz. Başka bir deyişle temelde herhangi bir cihazın neredeyse anında şarj edilmesinden bahsediyoruz.
Dezavantaj ise, enerji depolamada ortaya çıkıyor. Normal bir pile göre bu teknoloji dörtte bir oranında enerji depolayabiliyor. Ancak, bir telefonu anında şarj edebildiğinizde, bu durum ilk başta düşündüğünüz kadar büyük bir sorun olmayabilir. Yaygın uyumlu şarj cihazlarıyla, teorik olarak kafelerde, ofislerde ve benzeri yerlerde, sadece birkaç saniye içinde pili doldurabilirsiniz.
Yakın gelecekte ise, süper kapasitörlü pillerin hızını normal pillerin enerji depolama yetenekleriyle birleştiren hibrit bir çözüm ile karşılaşabiliriz.
Grafen'den Bahsetmemek Olmaz
Grafenden bahsetmeden geleceğin pil teknolojisi hakkında konuşamazsınız. Grafen, bal peteği benzeri bir yapıya sıkıca bağlı karbon atomlarının bir bileşiminden oluşuyor. Sadece bir atomik katman kalınlığında, akıl almaz derecede ince. Bu grafen levhalar, inanılmaz elektriksel ve termal iletkenlik, yüksek mukavemet, esneklik ve düşük ağırlık gibi faydalı özellikler sunabiliyor.
Grafen hücreleri, çok daha ince ve daha hafif bir pakette, çok daha yüksek kapasitelerle, normal lityum iyon pillerden çok daha hızlı şarj imkanı getiriyor. Bu da aynı alana, daha kalın pillere gerek kalmadan çok daha fazla güç sıkıştırabileceğimiz anlamına geliyor. Buna üstün termal performansını da eklediğinizde, grafen piller belirgin şekilde daha soğuk çalışarak uzun ömürlerini ve güvenliklerini artırıyor.
Sorun ise açık: Grafenin mucizevi özelliklerini yıllardır duyuyoruz ama henüz herhangi bir ana ürüne girdiğini göremedik. Bunun nedeni ise, sunduğu potansiyele rağmen üretim maliyetlerinin inanılmaz derecede yüksek olması. Bugünün akıllı telefonlarının zaten abartıya kaçmaya başlayan fiyatlarına bir de grafenin maliyetini eklerseniz, neler olabileceğini varın siz düşünün.