Warum ist Ihr Handy-Akku Müll

Es ist die Technologie des größten Puzzle: Obwohl Smartphones, Laptops und sogar Elektro-Autos leichter, billiger und macht alle paar Jahre verdoppelt, sie immer noch sterben, wenn Sie am dringendsten benötigen. Wie nah sind wir eine "super Batterie", die Gebühren bei Blitz Geschwindigkeiten und dauert tagelang zu perfektionieren?

– Meine Batterie ist gestorben jeder bekam eine Ersatz-Ladegerät? Es ist ein Schrei, mit dem meisten von uns mit einem Handy, Laptop oder sogar ein elektrisches Auto, mitfühlen können. Die milde, aber anhaltende Reizung der Telefon verblassen zu schwarz, wenn es darauf ankommt. Die nie endende Suche nach Steckdosen. Das ungute Gefühl, wenn Sie erkennen, dass Sie habe nahm den einzige Zug Wagen nicht mit Strom versorgt. Die widersprüchliche Ratschläge wie Sie verlängern die Lebensdauer Ihrer Batterie immer widerlich kombiniert mit dem dunklen wissen, das es in ein paar Jahren sowieso sterben wird. Die abendliche Routine für das Aufladen Ihres Smartphones vor dem Schlafengehen.

"Das Problem mit vorhandenen Batterien ist, dass sie saugen", sagte Elon Musk, CEO von Tesla, im Mai bei der Vorstellung der Powerwall, eine elegante neue Batterie. Es ist ein Rätsel mit dunkler Materie und die Frage, warum Sie immer noch einem Toaster kaufen können nicht browns beide Seiten des Brotes gleichermaßen: Warum Batterien saugen?

"Kommt es auf ein grundlegendes Problem", sagt Professor Clare Grey des Departments Chemie, Universität Cambridge, die Funktionsweise von Batterien für fast 20 Jahre studiert hat. "Sie haben ein Stück des Materials und können nur so viele Elektronen und es aus. "Es ist nicht so, dass wenn diese dumme Wissenschaftler nur on with it get würde wir ad infinitum Batterieleistung erhöhen können."

Also saugen keine Batterien; Wir erwarten von ihnen ist zu hoch? "Sie könnte genauso gut Fragen, warum sie essen dreimal täglich haben, iPhone-Nutzer" grau lacht. "Es ist auf jedem Gerät, dass es eine Menge Energie verwendet. Die meisten von uns sind unsere Telefone 365 mal im Jahr laden. Das ist eine chemische Reaktion, bis zu 1.000 Mal in Folge perfekt zu sein verlangt. Wie viele Dinge im Leben hin und her gehen 1.000 Mal ohne Verschlechterung der?"

In Vancouver stimmt Isidor Buchmann, Geschäftsführer der kanadischen Firma Cadex Electronics. Die Beschränkung der Batterien ist ihre chemische Basis. Seine Firma, die fertigt Ladegeräte und Analysatoren und läuft eine Online-Batterie-Universität, ist mehr daran interessiert, Verbesserung der vorhandene Batterien. "Jeder will die sogenannte"super-Batterie"erfinden aber das Problem ist, dass die Batterie altert, wie wir es tun", sagt er. "Auch ein Athlet verlangsamt. Also ist es wichtig, seine Leistung zu verfolgen, während es in Betrieb ist. Die Welt ist nur an Batterien von der Geburt bis zum Abschluss interessiert. Arbeit in den Ruhestand wird ignoriert." Nächstes Jahr will die Welt bereisen und "predigen über Batterien Pflege" Buchmann.

Unterdessen tragbare Elektronik bekommen leichter, billiger, und alle paar Jahre an der Macht zu verdoppeln. Das iPhone 6 s hat einen 3D Touch-Screen und Ultrabooks sind flach und leistungsstark. Eine neue Smartwatch verfügt über mehr Rechenleistung als die Apollo-Mondlandung-Raumschiff. Die Lithium-Ionen-Batterien laufen sie auf, haben jedoch nicht geändert, dass viel, da Sony begann im Jahr 1991 zu verkaufen. Man können nicht noch ein Elektroauto von London nach Edinburgh mit einer Akkuladung fahren (es sei denn, Sie £55.000 für einen Tesla S übrig haben).

"Es ist nicht geplante Obsoleszenz, aber Unternehmen sind Anreize, Batterien, die Jahrzehnte lang nicht" Eric Limer, Gizmodo Tech Experte sagt. "Nächtlichen Telefon geladen ist standard, so geworden, wenn Sie Batteriestrom in Tage schieben können es irgendwie egal. Außerdem werden Batterien zunehmend auf Handys und Laptops zu machen, nicht entfernbaren gebaut. Der Tod Ihrer Batterie ist jetzt einer der Faktoren, die Sie für ein upgrade schieben werden." Wie Joanna Stern in ihrer Rezension des iPhone 6 s im Wall Street Journal ausdrückte: "die Nr. 1, was Menschen wollen in einem Smartphone ist bessere Akkulaufzeit. "Und das iPhone 6 s liefert, die nicht."

Limer, deren zwei-jährigen Nexus 5 muss alle sechs Stunden geladen werden, aber ansonsten ist glaubt "fantastisch", liegt die Lösung in bessere Batteriewartung. "Es gibt zwei Dinge,", rät er. "Zuerst, Lithium-Ionen-Batterien nicht gerne gehen von vollständig zu leeren, so laden Sie Ihr Handy ganz wenig und oft: optimale Ladung liegt zwischen 30 und 80 %. Zwei, lassen Sie sich nicht Ihren Laptop heiß: setzen Sie ihn auf einem Ständer, wenn es intensive Arbeit leistet. "

Lithium-Ionen-Batterien in Handys, Autos, Digitalkameras, e-Zigaretten, Elektrowerkzeuge, Schiffe, Flugzeuge und die Neugier der Mars Rover, macht heute, die meisten der Sachen, die wir uns in der modernen Welt verlassen. Und sie arbeiten immer noch in viel die gleiche Weise, die die ersten Batterien vor 200 Jahren: sie beinhalten grundsätzlich zwei Arten von Metall mit einigen Lösung dazwischen. Es wurde für Alessandro Volta 1799 Zink und Silber, getrennt mit Tuch getränkt Salzwasser: die Welt der Batterie zuerst am meisten benutzt. Heutzutage ist es Lithium auf der einen Seite, in der Regel Kohlenstoff auf der anderen und dazwischen ein flüssiger Elektrolyt, der die Lithium-Ionen hin und her zwischen den beiden shuttle erlaubt. Das Problem mit Lithium ist, dass es brennbar ist. Wie ein Wissenschaftler mir erzählte, und als ein YouTube-Video von einem Samsung S5 explodieren nachdem er Hit mit einem Hammer bestätigt: "Lithium-Ionen-Akkus sind ziemlich beängstigend." Dieses ist teils, warum sie mit nur einem Faktor von zwei oder drei in 25 Jahren verbessert haben.

Dennoch bleibt das Rennen, die super Batterie zu erfinden. Energie-Storage-Markt wird voraussichtlich ab und in den Labors auf der ganzen Welt, gefördert durch Regierungen, Tech-Giganten und Kfz-Hersteller nehmen, Wissenschaftler und Ingenieure versuchen, meist im Verborgenen, um Batterien zu finden, die mehr Energie zu speichern, dauern länger, sind kleiner, billiger und sicherer für die Umwelt. Einige sind die andere Richtung und versuchen, Technologien, die weniger Energie verbrauchen oder Superkondensatoren, die blitzschnelle Geschwindigkeit kostenlos zu machen. Batterien, zuletzt, dass das heißt, nur sechs Stunden, aber in zwei Minuten kostenlos.

Andere sind mit Batterien entfernt insgesamt tun, wie wir sie kennen. Dr. Emile Greenhalgh, ein composite-Ingenieur am Imperial College London, gefördert durch die EU und das Verteidigungsministerium arbeitet an Strukturmaterial, die auch Energie speichern konnte. "Mit unserem Konzept, Sie hätte keine iPhone-Batterie nicht mehr", erklärt er. "Im Gehäuse würde die Energie gespeichert werden." Die Zahlen möglicherweise nicht so gut wie "exotischen Batterien und Superkondensatoren, die Menschen produzieren", fügt er hinzu, aber auf der anderen Seite: "können Sie die Tragfläche eines Flugzeugs aus unserem Material und man kann das nicht mit einer herkömmlichen Batterie."

Wie weit ist er von der Möglichkeit, es auf den Markt bringen? "Volvo in einem Kofferraumdeckel verwendet und waren sehr ermutigend", sagt er. "Ich sehe es immer in Nischenprodukte in den nächsten fünf Jahren. Wir bekommen ein großes Interesse von Leuten wie Airbus weil sie ein vollelektrisches Flugzeug bis 2050 haben wollen."

An der norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie in Trondheim arbeitet Fride Vullum-Bruer, eine materielle Wissenschaftler auf ein Material, Kohlenstoff zu ersetzen, die Akku-Leistung um bis zu 30 % verbessern könnte. Ihr Projekt hört auf den Namen der Batterien From the Sea, weil ihr Team während des Produktionsprozesses Braunalgen verwendet. Ich Frage naiv, was das Material genannt wird. "Kann ich nicht sagen,", sagt sie. "Wir arbeiten an einem Patent."

Vullum-Bruer, und alle, die ich spreche, glaubt die Zukunft nicht "eine magische Batterie", aber es gibt viele verschiedene Arten. "Ich glaube, Li-Ion [Lithium-Ionen] Batterien weiterhin dominieren den Markt für eine lange Zeit," sagt sie, "aber in 10 Jahren beginnen wir, andere Batterien auftauchen zu sehen. Natrium-Ionen und Magnesium-Ionen-Batterien könnte, teilweise Lithium-Ionen-Batterien in Bereichen wie Autos kommen. Eines der großen Hypes in den letzten Jahren wurde in Silizium ist das zweithäufigste Element der Erdkruste. Es dauert 10-mal länger als herkömmliche Materialien, aber im Moment Sie wäre nur in der Lage, ihn ein paar Mal wieder aufzuladen. Ich habe gehört Gerüchte auf dem Batteriekreis [ich lachen, obwohl Vullum Bruer nicht], dass diese Silizium-Material für seine neue Batterien Tesla testet ist."

Ach, Tesla. Jeder kehrt in das kühne Elektroauto-Unternehmen an der Spitze der Batterie-Revolution. Wie Buchmann in einer e-Mail nach unserem Chat sagt: "Was wird wirklich immer die Batterie-Industrie-hopping findet den super Akku für das Elektro-Auto." Am Tag, die, den Moschus Batterien sagte "saugen", startete er Tesla Energie, eine Batterie Netzgeschäft, dass nur ein paar Monate später hat in ihren Büchern 100.000 Bestellungen, Wert 1 Mrd. $ für die Powerwall Hause Batterie. Bei Teslas riesig, $5bn erzeugt werden Gigafactory in der Wüste von Nevada, die wird voraussichtlich nächstes Jahr eröffnet und wird das weltweit größte Batterieanlage. Bis zum Jahr 2020 Teslas Website heißt mit dem höchsten Vertrauen es produzieren mehr Lithium-Ionen-Batterien jährlich als weltweit im Jahr 2013 produziert wurden. Während andere in die Energiewende Lagerung Batterien kleiner, mehr mächtig, oder experimentieren mit dem Ersetzen von Elementen machen, macht Tesla einfach mehr davon. "Ich würde sagen, dass Elon ein sehr gutes Geschäftsmodell aufgebaut hat", sagt grau. "Er hat genommen die Moor-standard-Akku, verdrahtet, und schob es in die Tesla."

Was ist mit dem Rest von uns? Können wir unsere Gadgets für länger als einen Tag zu jeder Zeit bald erwarten? "Solange unsere Batterien auf einer chemischen Reaktion basieren, werden wir große Einschränkungen haben", sagt Buchmann. "Die Gesundheit eines Akkus ist fast wie die Gesundheit eines Lebewesens oder Mensch. "Wir haben uns der Sache annehmen." Limer, sagt: "Ich glaube nicht, Dinge ändert sich viel in 10 Jahren. Eine realistische Zukunft zu hoffen ist eine wo auch bei extrem starker Beanspruchung durch einen Tag bekommen Sie ohne Verlust Ihrer Batterie." Gerade jetzt, fügt er hinzu, was wir haben, ist "ein Batterie-Patt".

Grau ist optimistischer. "Verbesserungen und neue Materialien kommen," sagt sie. "Elektronik kommt unten in ihre Macht nutzen, aber die Wahrheit ist wir eine Gesellschaft wird weiterhin Lust auf mehr. In den nächsten 25 Jahren werden wir wollen alles verkabelt werden." Wenn Batterien nicht die Welt retten können, ist grau davon überzeugt, dass sie eine Rolle spielen werden. "Grid Lagerung ist eine der größten Herausforderungen für die Gesellschaft", sagt sie. "Die Batterie ist ein wichtiger Bestandteil, wie wir uns bewegen vorwärts als Gesellschaft, der Umgang mit Problemen wie Klimawandel. Es gibt keine offensichtliche Lösung im Moment und es geht nicht um in den nächsten Jahren erreicht werden, aber es wird passieren. Die Jury ist aus, was die Batterie des Jahres 2050 aussieht, aber es werden sicherlich im Bild sein."

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Dan Worth, stellvertretender Chefredakteur der Technologie-Website V3, nimmt vier Ladegeräte zu halten Sie aufgefüllt:

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Es kann nicht den eingängigsten Namen haben diese Kreditkarten-Größe Gizmo sollte aber passen in den meisten Brieftaschen und Geldbörsen und Versprechungen nach oben bis die Akku-Lebensdauer von ca. 30 %.