Представьте: вы опаздываете на встречу, а заряд телефона вот-вот достигнет нуля.
Больше не нужно искать розетку — вы достаете крошечное устройство, подключаете его к смартфону, и через полминуты батарея полна.
Звучит как фантастика? Уже нет. В 2023 году исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили прототип аккумулятора, который заряжается за 30 секунд благодаря революционному материалу — двойным слоям графена. Это не единственная разработка, которая обещает похоронить классические зарядки. Израильский стартап StoreDot еще в 2021 году показал батарею для электромобилей, восполняющую запас энергии за 5 минут, а в 2024-м анонсировал аналогичную технологию для смартфонов. Но как это работает, и почему мы до сих пор мучаемся с проводами?
Секрет — в замене литий-ионных аккумуляторов, которые доминируют последние 30 лет, на суперконденсаторы. Последние храня энергию не через химические реакции, а с помощью электростатики, что позволяет мгновенно поглощать и отдавать заряд. Проблема в том, что традиционные суперконденсаторы обладают низкой емкостью — они быстро заряжаются, но так же быстро разряжаются. Прорыв MIT заключается в использовании графена: его слоистая структура увеличивает площадь поверхности для накопления энергии, сохраняя при этом стабильность. По данным журнала Nature, такие батареи выдерживают до 50 000 циклов заряда без деградации, что в 10 раз больше, чем у литиевых аналогов.
Но есть нюансы. Во-первых, графен дорог в производстве — один грамм стоит около $100, что делает массовое внедрение технологии пока невозможным. Во-вторых, даже если батарея заряжается за полминуты, блок питания должен выдержать колоссальную нагрузку. Современные зарядки Xiaomi и Oppo, которые обещают 200 Вт (полный заряд за 8 минут), требуют специальных кабелей и адаптеров, предотвращающих перегрев. Для 30-секундной зарядки потребуется мощность в 15–20 раз выше — это опасно для домашних сетей. Ученые предлагают два решения: переход на постоянный ток высокого напряжения (как в электромобилях Tesla) или беспроводную зарядку через ультразвук, которую тестируют в Университете Токио.
Еще один камень преткновения — безопасность. В 2022 году Samsung временно остановил производство аккумуляторов с повышенной плотностью энергии после серии возгораний. Чем быстрее зарядка, тем выше риск перегрева. Команда StoreDot решила проблему, добавив в батареи наночастицы германия, которые распределяют тепло равномерно. Однако это увеличивает стоимость. Пока что единственные коммерческие устройства с ультрабыстрой зарядкой — профессиональные дроны и медицинские дефибрилляторы, где цена не так критична.
Когда же технологии появятся в наших телефонах? Оптимистичные прогнозы от аналитиков Bloomberg предполагают, что первые графеновые аккумуляторы для смартфонов поступят в продажу к 2027 году. Но их цена будет на 30–40% выше обычных. Бюджетные аналоги, вероятно, займут еще 5–7 лет — столько требуется, чтобы удешевить производство графена. Уже сейчас компании вроде Skeleton Technologies строят заводы в ЕС для выпуска суперконденсаторов, а Китай инвестирует $1,2 млрд в исследования новых материалов для батарей.
Параллельно развиваются альтернативные решения. Например, беспроводные зарядные коврики, которые пополняют энергию всех устройств в комнате, или «вечные» батареи, собирающие энергию из Wi-Fi-сигналов. В 2023 году компания Ambient Photonics создала солнечные панели, которые заряжают гаджеты при комнатном освещении. Пока это лишь дополнение к основному аккумулятору, но через десятилетие такие технологии могут стать основными.
Стоит ли ждать революции? Безусловно. Но не стоит забывать, что каждый прорыв в энергетике сталкивается с консерватизмом рынка. Литий-ионные батареи тоже считались непрактичными в 1990-х, а сегодня они в каждом кармане. Если ученые найдут способ снизить стоимость графена и решат проблему с нагрузкой на сети, розетки действительно уйдут в прошлое. А пока можно тренировать терпение — или купить powerbank на 30 000 mAh, чтобы не зависеть от ближайшей электророзетки.
