الأجهزة الجوالة.. تقنيات مستقبلية لتوفير الطاقة

أنواع من البطاريات طويلة المدى ومرنة للتقنيات الملبوسة

بطارية «إل جي» السداسية

لم يفلح التقدم في مجال الهواتف الذكية، والأجهزة اللوحية، والساعات الذكية، بل وحتى الأجهزة والأدوات المرتبطة بشبكة إنترنت الأشياء، في معالجة مشكلة واحدة مهمة وأساسية، ألا وهي الطاقة. وتعرضت مجلة «إنفورميشن ويك» إلى سبع تقنيات قد تمنحنا الطاقة في المستقبل. ويبدو الناس مولعين جدا بفكرة إنترنت الأشياء، وما تحمله لعالمنا من فرص وإمكانيات هائلة، إلا أنه إضافة إلى الصعوبات التي تتمثل في الربط بين مليارات الأجهزة الجديدة والمستشعرات وتأمينها، لا تزال هناك عقبة كبيرة هي الطاقة.
لا يزال كثير منا يعاني بالفعل من صعوبة في تزويد أجهزة الكومبيوتر المحمولة، والأجهزة الذكية، والساعات الذكية بالطاقة الكافية لتستمر يومًا واحدًا. وكثيرًا ما نقضي عددًا لا يحصى من الساعات يوميًا في محاولة اكتشاف طريقة لتأمين طاقة متواصلة أو العثور على منفذ كهربائي مختف عن الأنظار في المطار.
ومن أجل نجاح الأجهزة، التي يمكن ارتداؤها، والجيل الجديد من الأجهزة المحمولة، يجب أن تخطو تكنولوجيا الطاقة الخاصة بالبطاريات، وتكنولوجيا الشحن اللاسلكي خطوة كبيرة نحو الأمام. وهناك عدة تقنيات تكنولوجية ينبغي أن نراقبها عن كثب. ومن جانب، فهناك تطورات جديدة في عالم بطاريات الليثيوم، التي ينبغي أن تتوافر في المستقبل القريب. ومن جانب آخر تتوفر تكنولوجيا خلايا الطاقة الشمسية، والوقود الهيدروجيني، منذ فترة طويلة، لكنها لم تحقق نجاحا بسبب كثير من العراقيل الفنية وتلك الخاصة بالتكلفة. مع ذلك هناك تطورات تزيل الكثير من تلك العراقيل. في النهاية، نحن نشهد تقدمًا في تكنولوجيا الطاقة قد تكون بوابة نحو تحقيق إنجاز في إنترنت الأشياء.
* بطاريات مطورة
بطارية سداسية من «إل جيLG Hexagonal Battery». التحدي الأوحد والأكبر، الذي تواجهه الأجهزة الصغيرة مثل الساعات الذكية، هو أنها لن تصمد ليوم كامل، وستحتاج إلى إعادة شحنها. بالنسبة إلى كثيرين يمثل هذا مشكلة تفسد الأمر برمته. وهناك أنباء عن ابتكار شركة «إل جي» لبطارية سداسية الشكل مصممة خصيصًا لتكنولوجيا الأشياء التي يمكن ارتداؤها مثل الساعات الذكية. ويقال إن البطارية الجديدة سوف تزيد من عمر بطارية الساعات الذكية بنسبة 25 في المائة. وقد يبدو هذا تطورا كبيرا، لكنها تكنولوجيا سوف تقدم لنا المزيد في المستقبل القريب.
* بطارية «سامسونغ» المصنوعة من الليثيوم. وردت أنباء من شركة «سامسونغ» تؤكد تحقيقها لإنجاز ثوري في عالم بطاريات الليثيوم سيضاعف من مدة البطارية التي لن يزيد حجمها عن حجم البطارية المتوفرة حاليا. تم اكتشاف التطور الجديد باستخدام السيليكون، والغرافين الخالي من الكربيد، الذي طوره باحثو شركة «سامسونغ» في مختبراتهم. المشكلة هي أنه قد يكون من الصعب تصنيع الغرافين، الذي يتم تصنيعه في المختبر بكميات كافية. مع ذلك تظل هذه التكنولوجيا واعدة.
* بطاريات مرنة
ومن المتوقع أن تصبح تكنولوجيا الأشياء التي يمكن ارتداؤها، بما فيها الملابس الذكية، واللاصقات الطبية الإلكترونية، جزءا كبيرا من عالم إنترنت الأشياء. وسوف يعتمد الجانب الأكبر من هذا النجاح على قدرة مصنعي الملابس الذكية على إخفاء هذه التكنولوجيا. وفيما يتعلق بالطاقة، ستكون القدرة على البطاريات المرنة، والقابلة للتغير، عنصرًا أساسيًا.
* توليد الطاقة
الطاقة الشمسية. لا تعد فكرة استغلال الشمس في تزويد أجهزتنا المحمولة بالطاقة بالفكرة الجديدة، فهي موجودة منذ عقود؛ لكن المشكلة تكمن في صعوبة السيطرة على الطاقة الشمسية، وتخزينها بحيث تشغل جهازًا أكبر من الكومبيوتر. مع ذلك إذا كان هناك شركة واحدة بمقدورها اكتشاف كيفية استغلال الطاقة الشمسية في تشغيل أجهزة إنترنت الأشياء، فهي «تيسلا موتورز».
وحسب مقال نشر في مجلة «هارفارد بيزنس ريفيو»، لا تزال «تيسلا» مستمرة في محاولاتها التي تهدف إلى جمع وتخزين الطاقة الشمسية في المنازل وأماكن العمل. في النهاية ينبغي لتلك التكنولوجيا أن تصل إلى أجهزة إنترنت الأشياء الأصغر حجما.
* خلايا الوقود: توليد الطاقة لا استهلاكها. هناك مفهوم آخر منتشر منذ سنوات، لكنه لم ينجح في أن يحتل مكانه كحل سائد وهو فكرة استخدام خلايا الوقود كبدائل للبطاريات. وتنخفض أسعار خلايا الوقود، لكن سعرها لا يزال عاليا. وبمجرد أن تصبح تلك الخلايا أرخص، يمكن لقواعد اللعبة أن تتغير. الاختلاف الأساسي بين خلايا الوقود، والبطاريات، هو أن خلايا الوقود تولد طاقة بنفسها اعتمادا على تفاعل كيميائي، في حين أن البطاريات مجرد أجهزة لتخزين الطاقة تحتاج إلى شحن. وقد تمثل عدم الحاجة إلى إعادة الشحن أمرا أساسيا في كثير من قصص الأجهزة.
* طاقة من اللاسلكي
ولعل من أكثر التقنيات التكنولوجية بعيدة المنال لكنها تظل الأكثر جاذبية هي فكرة الحصول على الطاقة من اللاسلكي عبر موجات «واي - فاي». إنه مفهوم مقتبس من كتاب قواعد العالم نيكولا تسلا، وطبقًا لهذا المفهوم، سيصبح من الممكن تزويد الأجهزة بالطاقة من خلال السيطرة على الطاقة غير المستخدمة التي تصدرها إشارات اللاسلكي من نقاط الاتصال. وفي الوقت الذي تكون فيه هذه الطاقة ضئيلة، هناك إمكانية مميزة تتمثل في قدرتها على تشغيل مستشعرات صغيرة الحجم. ولن يكون هناك حاجة إلى أي نوع آخر من مصادر الطاقة مثل البطارية.
* منتج «كورديو» Cordio من «إيه أر إم» ينجح في تقليل استهلاك الطاقة. نظرًا لكون التطورات الخاصة بالبطارية على مدى العقد الماضي ضئيلة، سعى مصنعو الإلكترونيات إلى تقليل كمية الطاقة اللازمة لتشغيل جهاز لاسلكي أو مستشعر. واستحوذت شركة «إيه أر إم» البريطانية المصنعة للشرائح مؤخرًا على شركتي أبحاث تعملان في مجال اللاسلكي قليل الاستهلاك للطاقة من أجل المساعدة في الحد من استهلاك أجهزة إنترنت الأشياء للطاقة.
وسوف يساعد أحدث منتجاتها، الذي يعرف باسم «كورديو»، أجهزة تعمل بإشارات بلوتوث اللاسلكية تكون أقل استهلاكا للطاقة من الأجهزة الحالية بنسبة تصل إلى 60 في المائة.