Системи розпізнання тексту і введення даних

Інтелектуальна система оптичного розпізнавання ABBYY FineReader 9.0 дозволяє швидко і точно перекладати паперові документи, цифрові фотографії документів і PDF-файли в електронний вигляд. При розпізнаванні ABBYY FineReader повністю зберігає оформлення документа: ілюстрації, картинки, списки і т.д. Отримані результати можна виправляти в програмах Microsoft Office, зберігати в різних форматах, відправляти по електронній пошті і публікувати в інтернеті.

ABBYY FineReader представляє революційно новий підхід до розпізнавання документів. Тепер документ аналізується і обробляється цілком, а не посторінковий, що дозволяє FineReader зрозуміти такі елементи його внутрішньої структури, як верхні і нижні колонтитули, виноски, підписи до картинок і діаграм, стилі, шрифти і т.д. Елементи початкового документа відновлюються в результуючому документі. Наприклад, при збереженні в Word верхні і нижні колонтитули, виноски відтворюються як відповідні об'єкти в Word.

Система оптичного розпізнавання ABBYY FineReader точно розпізнає і максимально повно зберігає початкове оформлення будь-якого документа (в тому числі з текстом на тлі картинок, з кольоровим текстом на кольоровому фоні, з обтіканням картинок текстом і т.д.)

ABBYY FineReader розпізнає документи на 179 мовах, включаючи російську, англійську, німецьку, французьку, іспанську, італійську, шведську, фінську, болгарський, угорський, словацький, чеський, башкирська, білоруська, казахський, український. Для 36 мов, передбачена перевірка орфографії. Текст документа може бути складений на двох і більше мовами. Користувач може вказати свою мову розпізнавання для кожного блоку типу «текст» або для кожного елементу таблиці.

Як відомо, деякі PDF-файли містять так званий текстовий шар, причому його вміст може не повністю відповідати видимому на екрані документу. FineReader заздалегідь аналізує вміст файлу і для кожного текстового блоку ухвалює рішення: розпізнати його або витягувати відповідний текст з текстового шару. Таким чином вдається збільшити якість розпізнавання і скоротити час обробки.

Тепер для розпізнавання необов'язково оснащувати комп'ютер сканером. ABBYY FineReader дозволяє розпізнавати фотографії документів, зроблені цифровою камерою (рекомендується використовувати цифровий фотоапарат з дозволом матриці 4 Мпікс і вище).

Існує безліч випадків, коли для отримання зображення зручніше використовувати фотоапарат, ніж сканер. Наприклад, під час ділової зустрічі поза офісом, при розпізнаванні вивісок або оголошень, в бібліотеці, особливо при роботі з товстими або старовинними книгами. Не кажучи вже про те, що цифровий фотоапарат працює в кілька разів швидше будь-якого сканера.

ABBYY FineReader знаходить в тексті посилання на веб-сайти, адреси електронної пошти, файли, ftp-сервери і відтворює їх у вихідних документах.

Такі документи можуть бути збережені у форматах Microsoft Word, PDF і HTML. Крім того, в розпізнаний текст можна додавати власні гіперпосилання.

При розпізнаванні PDF-файлів, крім зовнішніх посилань, відновлюються і внутрішні (на інші сторінки того ж документа).

У комплект поставки системи включений ABBYY Screenshot Reader. Це просте і зручне застосування призначене для розпізнавання тексту з будь-якої області екрану. ABBYY Screenshot Reader перекладає в редагований формат такі тексти, які не можна скопіювати звичайним способом - системні повідомлення, написи в Flash-роликах і т.д. Як розпізнаний текст, так і знімок екрану можуть бути збережені у вигляді файлу або передані в буфер обміну.

ABBYY FineReader підтримує також розпізнавання штрих-кодів, у тому числі двомірних типу PDF-417.

Практично кожен користувач рано чи пізно стикається з поняттям BIOS і, як правило, можливість попрацювати з БІОС лякає. Вся справа в тому, що більшість користувачів, які вперше стикаються з такою необхідністю, думають про BIOS, як про якусь суперсистеми, яка зрозуміла лише професіоналам.

Як показує життєва практика, кожен користувач, незалежно від рівня підготовки повинен мати хоча б елементарне уявлення про налаштування BIOS.

BIOS включає в себе великий набір програм, завдяки яким операційна система і програми, можуть взаємодіяти з пристроями, підключеними до комп'ютера, а також з усіма внутрішніми компонентами.

BIOS материнської плати відповідає за ініціалізацію (підготовку до роботи), тестування та запуск всіх її компонентів.

За допомогою базової системи введення-виведення (Basic Input / Output System) операційна система і прикладні програми працюють з апаратним забезпеченням комп'ютера. Іншими словами можна сказати - BIOS - це набір програм, які переводять зрозумілі користувачеві команди Windows на мову, зрозумілу комп'ютеру.

Якщо говорити більш конкретно про системи введення інформації та розпізнання тексту, варто розглянути Windows XP Tablet PC Edition.

Microsoft супроводила вихід нової версії гучним гаслом: "Нова операційна система з покращеними можливостями рукописного введення інформації, комбінованою системою безпеки і поліпшеним управлінням".

Почнемо, мабуть, з самої головної особливості Windows XP Tablet PC edition - системи управління введенням даних.

Дана система зазнала серйозних поліпшень з точки зору зручності інтерфейсу, а також функціональної переробці. Нагадаємо, що система введення інформації в Windows XP Tablet PC Edition підтримує чотири різних технології: рукописне введення, введення з віртуальної клавіатури, використання клавіатури звичайною і, нарешті, мовне введення інформації.

Найбільш суттєвою модифікації піддалася система рукописного введення. Коли курсор потрапляє в поле для введення, зовсім поруч, трохи нижче поля, з'являється спливаюче вікно з областю для введення інформації. Причому сам спосіб введення інформації можна варіювати, натиснувши на відповідні кнопки. Безумовно, таке рішення забезпечує інтуїтивний і більш швидке введення інформації за допомогою стилуса - не доводиться переводити погляд на вікно введення, яке у попередній версії розташовувалося завжди в нижній частині робочого столу.

Оскільки покращене вікно введення інформації є частиною операційної системи, його функціональність підтримується в будь-яких додатках для Windows XP.

Однак головним коником системи введення інформації стало миттєве розпізнавання даних, що вводяться з можливістю представити користувачеві результати розпізнавання безпосередньо перед вставкою їх у полі введення. Поле вводу автоматично додає пробіли, дозволяючи робити вставки окремих слів або фраз у вже існуючий текст. Користувач може виправити вже розпізнаний текст, окремі слова, букви і цифри. З точки зору зручності це нововведення реалізовано дуже вдало.

Розробники врахували навіть можливість контекстних особливостей полів для введення певних даних. Наприклад, у полі "Індекс", де містяться лише цифри, система розпізнавання ніколи не переплутає цифру "2" з буквою "Z" або "5" з "S". Ця особливість також може бути використана в будь-яких додатках для Windows XP, що дозволяє швидко і правильно вводити дані за допомогою пера.

Варто особливо відзначити поліпшену інтеграцію нової версії Windows XP TabletPC Edition з програмами Microsoft Office в плані введення і розпізнавання даних. Користувачеві пропонується простий механізм введення, а також можливість поєднувати розпізнаний текст з графічними коментарями в програмах сімейства Microsoft Office 2003: Word 2003, Excel 2003 і, що особливо корисно, в PowerPoint 2003. Часто необхідно що-небудь підкреслити в діаграмі, намалювати тренд, підкреслити важливу цифру. Все це тепер можна зробити в процесі створення, або демонстрації презентації, і в подальшому, наприклад, відправити по електронній пошті через Outlook 2003.

Однак найбільшою мірою нові можливості інтеграції відчують на собі користувачі універсального менеджера заміток Microsoft Office OneNote 2003. Ця програма поєднує в собі можливості інструменту для зберігання та редагування текстових і графічних записів, мультимедійного контенту, таблиць, і веб-контенту. Всі дані можна зберігати в одному файлі. На жаль, Microsoft Office OneNote 2003 не входить і не буде включена до складу програм Microsoft Office, так що купувати її доведеться окремо.

Слідом за виходом нової версії ОС розробники отримали нову платформу Windows XP Tablet PC Edition Software Development Kit 1.7, націлену на створення додатків з базовою підтримкою рукописного введення і і контекстних властивостей полів.

Приємним сюрпризом виявилася оновлена ​​підтримка бездротових пристроїв, в особливості, які працюють через Bluetooth.

Окрім нових можливостей введення інформації, особливе місце в даній версії ОС займає питання безпеки.

Нововведення полягають у використанні вдосконаленої технології безпеки - Advanced Security Technology, метою якої є попереджувальні і більш консервативні заходи захисту. Нововведення, знайомі користувачам звичайної Windows XP по другому сервіс-паку, можна розділити на дві головні частини.

Нова версія ОС містить ключові оновлення, що закривають численні проломи, і за замовчуванням використовує посилені налаштування безпеки, що дозволяє більш ефективно протистояти вірусним і хакерських атак. Велику роль у цьому відіграє вбудований брандмауер Windows Firewall, відомий у попередній версії як Internet Connection Firewall. Windows Firewall включений за замовчуванням для всіх без винятків програм і служб, що дозволяє легко розібратися з міжмережевий інфраструктурою і контролювати вхідний і вихідний трафік. Важливою особливістю Windows Firewall є те, що він забезпечує захист навіть під час завантаження та завершення роботи комп'ютера.

Покращена керованість і контроль створює незаперечні переваги для простого конфігурування та управління ресурсами безпеки. З'явився в Панелі управління новий комопнент Windows Security Center забезпечує моніторинг роботи Windows Firewall, служби автоматичних оновлень, а також здійснює контроль за антивірусним програмним забезпеченням. Це дозволяє вчасно надати користувачеві інформацію про необхідні кроки для поліпшення ефективності системи безпеки.

Нововведення в системі автоматичного оновлення дозволяють автоматично, в залежності від швидкості з'єднання з сайтом Windows Update, ранжувати і завантажувати критичні оновлення, які ліквідують дірки, що представляють серйозну загрозу безпеки.

У висновку, хочеться відзначити більш стійку роботу комп'ютера, причому всі програми зберегли свою функціональність (перелік протестованих програм можна уточнити у автора статті).

2. Сучасні і перспективні носії енергії. Акумулятори

Сьогодні у світі продовжують розвиватись явища, що порушують цивілізований плин життя: вичерпуються традиційні джерела енергії, зростає вартість їх видобування, інтенсивно забруднюється довкілля, руйнується біосфера, утворюється надмірна кількість органічних відходів промислового, сільськогосподарського та побутового походження. Ліквідація всіх цих негараздів має здійснюватися прискореними темпами, інакше людство неминуче чекає доля вимерлих динозаврів.

Біоенергетика - це вибір, який має глобальну перспективу для подальшого успішного розвитку цивілізації. Подолання сучасних і запобігання ймовірним екологічним кризам неможливі без застосування новітніх екобіотехнологій для очищення стічних вод, біосорбції важких металів зі стоків, знешкодження небезпечних газових викидів, збагачення повітря киснем, використання перспективних засобів знешкодження твердих і рідких промислових відходів, біодеградації нафтових забруднень у грунті і воді, біодеградації хімічних пестицидів та інсектицидів, підвищення ефективності методів біологічного відновлення забруднених грунтів, заміни низки агрохімікатів на біотехнологічні препарати тощо Важливими напрямами також мають стати розробка екобіотехнологій, спрямованих на виробництво біогазу та водню з органічних відходів, мікробіологічна деструкція ксенобіотиків, застосування біоіндикації та біотестування в системі екологічного моніторингу.

Перша фундаментальна особливість біоенергетики полягає в тому, що всі живі об'єкти є термодинамічно відкритими системами, які успішно функціонують лише за умов постійного обміну речовиною та енергією з навколишнім середовищем. Термодинаміка таких систем істотно відрізняється від класичної. Вони стають принципово здатними до самоорганізації та самовдосконалення.

Друга надзвичайно важлива особливість біоенергетики пов'язана з тим, що обмінні процеси у клітинах проходять за умов відсутності значних коливань температури, тиску та об'єму. Природа, на відміну від техніки, не могла собі дозволити високих температур, тиску та інших умов, які є в сучасних двигунах внутрішнього згоряння та аналогічних теплових машинах. Перехід енергії хімічного зв'язку в корисну біологічну роботу в окремій клітині або цілому організмі відбувається без перетворення хімічної енергії в теплову.

І нарешті, необхідно підкреслити, що в процесах перетворення енергії в живих об'єктах широко присутні електрохімічні стадії. Сукупна потужність електрохімічних процесів, що відбуваються в клітинах усіх живих організмів біосфери, на багато порядків перевищує світові масштаби технічного використання електрохімічної енергії.

Одним з основних результатів розвитку біоенергетики в останні десятиліття є встановлення подібності енергетичних процесів у всьому живому світі - від мікроорганізмів до людини. Однаковими для всього рослинного та тваринного світу виявилися і ті речовини, в яких енергія акумулюється, і процеси, з допомогою яких таке акумулювання здійснюється. Така ж подібність встановлена ​​і в процесах використання акумульованої в цих речовинах енергії. Технічні та біологічні системи перетворення хімічної енергії в електричну також принципово подібні. Відмінності існують лише в деталях. При створенні технічних електрохімічних систем зазвичай не виникає особливих проблем з ізоляцією, оскільки вони оточені діелектричним середовищем - повітрям. Крім того, в технічних пристроях в ролі електродів і провідників використовуються метали мають високу електропровідність. На відміну від цього, жива природа створила свої електрохімічні пристрої в не діелектричному середовищі - розчині електроліту. До того ж, в її розпорядженні не було металевих провідників. А тому «біологічна електрохімія» є ніби оберненою стосовно більш звичної нам «технічної електрохімії». У цьому випадку не електронний провідник, а електролітна фаза розподіляється на два об'єми. Ізолюючим шаром між ними служить тонка плівка - клітинна мембрана. Різниця потенціалів у такій системі генерується між розділеними мембраною об'ємами електроліту.

Подібним чином організовані мітохондрії та хлоропласти. Саме ці субклітинні елементи і є біологічними електрохімічними генераторами - «енергетичними станціями» клітини. У процесі досліджень біоелектрохіміки встановили, що в живу клітину ніби вмонтовано воднево-кисневий паливний елемент (ПЕ). Подібно до того, як у ПЕ хімічна енергія палива перетворюється в електричну, жива природа хімічну енергію спочатку трансформує в електричні форми, а потім, у процесі окисного фосфорилювання, відразу ж консервує їх в енергію хімічних зв'язків. Практичне застосування вже знайшли ПЕ, де в якості палива використовують водень, а як окисник - кисень, електролітом слугують луг або іонообмінний полімер. Такі ПЕ працюють при невисоких температурах (до 370 ° К), що забезпечує ресурс їхньої роботи до декількох тисяч годин. Досягнуті на сьогодні в розробці ПЕ успіхи пов'язані головним чином з хімією (зокрема електрохімією), тим не менш необхідно відзначити, що існують і інші, на наш погляд, більш перспективні шляхи вирішення цієї проблеми.

Особливу увагу варто звернути на такі системи енергоустановок, які здатні з допомогою мікроорганізмів перетворювати безпосередньо енергію хімічних зв'язків органічних молекул у електричну. Ці процеси дозволять оминути теплову стадію, трансформувавши вільну енергію одразу в електричну. Таким чином енергія органічних хімічних сполук буде використана найбільш ефективно, і при цьому довкілля не буде забруднюватися зайвим теплом. Такі технології теоретично дозволяють значно знизити рівень споживання органічного палива, не зменшуючи при цьому рівня енергоспоживання. Деякі сучасні експериментальні розробки біопаливних елементів продемонстрували досить високу густину струму на електроді (до 50 мА/см2) і потужність (більше 1кВт), хоча вони ще не доведені до того стану, щоб їх можна було широко впроваджувати у виробництво. Для створення біоенергетичної установки необхідно вирішити ряд взаємопов'язаних технологічних завдань.

По-перше, необхідно розробити технологію одержання стабілізованих мембран зі значними площами та відпрацювати умови формування компактних об'ємних структур. По-друге, навчитися включати в ці мембрани комплекс відповідних біокаталізаторів, щоб забезпечити повне окиснення органічних речовин. Крім того, розробити механізми і пристрої для регулювання інтенсивності процесу окиснення і забезпечення його циклічності з метою регулювання потоку енергії від біоенергетичного джерела в цілому. За таким принципом на основі штучних мембран можна побудувати і сонячні батареї. Якщо вдасться включити в ці стабілізовані мембрани хлорофіл та ряд допоміжних ферментів, то тоді енергію збудження пігменту фотонами світла можна буде безпосередньо приймати на струмопровідну підкладку. Безумовно, сучасні перетворювачі хімічної енергії в електричну у вигляді паливних елементів або інших аналогічних пристроїв ще не в змозі задовольнити потреби ХХ? століття, але можна відзначити, що вони дозволяють нам наблизитися до вирішення енергетичних проблем людства, а отже, і його екологічних проблем. Широке застосування біохімічних та електрохімічних принципів при використанні мікроорганізмів у пристроях прямого перетворення різних видів енергії в електричну, на наш погляд, може бути розглянуто як варіант екобіотехнології. Особливістю таких систем будуть високий ККД та мінімальне забруднення навколишнього середовища.

Наступний аспект біоенергетики нерозривно пов'язаний з використанням відновлювальних джерел енергії (ВДЕ). Все живе населення біосфери, крім людини, протягом свого еволюційного розвитку пристосувалося до існування за рахунок поновлюваних енергетичних ресурсів. Така стратегія використання енергії в умовах Землі є єдиним можливим напрямом стійкого розвитку та стабільного існування. Саме тому можливість широкого використання ПДЕ в господарстві протягом останніх кількох років розглядається дуже уважно. Такий підхід має переваги і в контексті охорони навколишнього середовища. Частка ВДЕ в паливно-енергетичному балансі окремих країн до цього часу дуже диференційована, і з метою її збільшення в Європейському Союзі прийнято Білу книгу «Енергія майбутнього у поновлюваних джерелах енергії». На сьогоднішній день це видання - основний документ, який визначає напрями довгострокової політики і ставить кількісну мету - збільшення частки ПДЕ з 6 до 10% за період 2000-2020 років. Відновлювані джерела енергії у майбутньому мають становити значну частку і в енергетичному балансі окремих районів та областей України. Щорічно в Україні споживається близько 200 млн. тонн умовного палива, при цьому видобуток із природних джерел країни становить лише 80 млн. т. Важливим потенційним ресурсом при такому балансі власної та імпортованої енергетичної сировини може стати біопаливо. Можливості виробництва й використання біомаси в Україні визначаються, в першу чергу, рослинництвом, основу якого становить вирощування зернових. Солома - непогане джерело біомаси. Якщо вважати, що для енергетичних потреб можна використовувати близько 20% загальної кількості соломи, то на цій основі може бути заміщено певну частку загального споживання первинних енергоносіїв в Україну.

Форма біомаси для використання її як біопалива може бути досить різноманітною. Біомасу в енергетичних цілях можна використовувати у процесі безпосереднього спалювання деревини, соломи, сапропелю (органічних донних відкладень), а також у переробленому вигляді як рідкі (ефіри ріпакової олії, спирти) або газоподібні (біогаз - газова суміш, основним компонентом якої є метан) палива . Конверсія біомаси у носії енергії може відбуватися фізичними, хімічними та біологічними методами, останні є найбільш перспективними.

Світовий досвід показує, що рідкі біопалива стають перспективною і популярною категорією енергетичних ресурсів, яка за своїм значенням для світової енергетики посідає наступну позицію після твердих палив із біомаси. На сьогоднішній день в країнах ЄС частка рідкого біопалива не перевищує 0,5% загального використання моторних масел, мінерального дизелю і бензину. Це пояснюється насамперед високою вартістю виробництва, що робить рідке біопаливо неконкурентоспроможним, порівняно з традиційним пальним, яке виробляється з нафти. Незважаючи на високу собівартість, виробництво рідкого палива з біомаси у країнах ЄС динамічно зростає. Перш за все це відбувається завдяки екологічно продуманій економічній політиці на державному рівні. Основні шляхи розвитку виробництва рідкого біопалива, призначеного для транспортних засобів з дизельними двигунами та двигунами внутрішнього згоряння, безпосередньо пов'язані з вирощуванням олійних культур та рослин із великим вмістом крохмалю. Залежно від виду сировини та масштабів виробництва, витрати на виготовлення цього виду біопалив змінюються в діапазоні від 0,4 дол. / дм3 для етанолу з кукурудзи у США до 0,6 дол. / дм3 для метилових ефірів вищих жирних кислот з рослинних олій у Європі. У порівнянні з ними вартість виробництва рідкого палива з корисних копалин становить близько 0,2 дол / дм3. Хоча сьогодні виробництво рідкого біопалива - процес дорожчий, експерти стверджують, що різниця у вартості біо-та мінерального пального почне зникати приблизно в 2010 році. На основі проведених у США досліджень встановлено, що вартість ліквідації негативних наслідків, які спостерігаються в навколишньому середовищі й викликані виробництвом і застосуванням палива з корисних копалин, коливається в межах від 0,1 до 0,4 дол. / дм3. Таким чином, сумарний баланс вартості вказує на те, що пальне, отримане з поновлюваних біологічних джерел, може бути дешевшим у валовому економічному розрахунку.

Ще одним можливим шляхом доповнення та часткової заміни традиційних видів палива є отримання й використання біогазу. Важливий аргумент на користь цього джерела енергії - необхідність вирішення на сучасному рівні екологічних проблем, пов'язаних з утилізацією відходів. Одна з основних тенденцій у розгортанні екологічно безпечної переробки органічних відходів - розвиток комплексних технологій утилізації біомаси за рахунок метанового зброджування, в результаті якого утворюється біогаз. Сировина для виробництва біогазу - це, перш за все, різноманітні органічні відходи агропромислового комплексу, які багаті на целюлозу та інші полісахариди. Перетворення органічних відходів у біогаз відбувається внаслідок цілого комплексу складних біохімічних перетворень. Цей процес отримав назву ферментації біомаси. Він відбувається лише завдяки бактеріям і здійснюється у спеціальних технологічних установках - ферментаторах. Необхідність створення та підтримування оптимальних умов для росту й існування культури бактерій у ферментаторі визначає собівартість одержання біогазу. Існує помилкове уявлення, що головне призначення ферментаційних установок - отримання біогазу, який служить додатковим джерелом місцевого енергопостачання. Оцінюючи з цього погляду економічну ефективність переробки біомаси, вони не враховують, що біогазові установки є також обладнанням для переробки гною та інших органічних відходів. Тому економічні витрати на їх створення й експлуатацію потрібно розглядати комплексно. При підрахунку собівартості біогазу необхідно враховувати вартість заходів з утилізації відходів та захисту навколишнього середовища. У такому разі побудова й експлуатація біогазових установок завжди матиме позитивний економічний ефект. Розрахунки свідчать, що незважаючи на значні капітальні вкладення, термін окупності промислової біогазової установки становить близько трьох років. Обсяги сучасного виробництва біогазу з агропромислової сировини в Україні спеціалісти Національного аграрного університету оцінюють на рівні 1,6 млн. тонн умовного палива. Враховуючи технологічні можливості використання зеленої маси як вихідної сировини для одержання біогазу, потенційні можливості синтезу біогазу та використання його як палива можна вважати досить великими.

Нещодавно з'явилися повідомлення про можливість переробки органічних сполук рослинного походження з одержання водню, що, з точки зору екології, є ідеальним паливом, що має високу теплотворну здатність (12,8 кДж/м3) і згорає без утворення будь-яких шкідливих домішок. Існують фототрофні бактерії, здатні виділяти водень під дією світла. Поки що вони працюють досить повільно. Але в них закладені природою такі біохімічні механізми і містяться такі ферменти, які дозволяють каталізувати утворення водню з води. Деякі ферменти паралельно з воднем утворюють і кисень, тобто відбувається фотоліз води. Прикладом може служити система, що включає хлоропласти або хлорофіл і фермент гідрогенезу. Хоча цей напрям поки що не дав практичних результатів, він досить перспективний для подальшого розвитку біоенергетики.

Незважаючи на те, що нові електродні матеріали мають у кілька разів меншою в порівнянні з чистим літієм питомої електричною енергією, акумулятори на їх основі виходять досить безпечними для людини за умови дотримання певних запобіжних заходів, в ході заряду-розряду. А питомі зарядно-розрядні характеристики літій-іонних акумуляторів на основі оксидів все-таки перевищують аналогічні показники NiCd-і NiMH-акумуляторів принаймні вдвічі, добре працюють на великих струмах (що необхідно, наприклад, при використанні в стільникових телефонах і портативних комп'ютерах) і мають низький саморозряд (для сучасних батарей - всього 2-5% на місяць). Як і всі акумулятори, літієві схильні до старіння, але в меншій мірі, ніж багато конкурентів, - і через 2 роки батарея зберігає більше 80% ємності.

Однак для Li-Ion-технологій як і раніше потрібно забезпечення техніки безпеки, тому кожен пакет акумуляторів повинен бути обладнаний електричної схемою управління, щоб обмежити пікове навантаження на кожного елемента під час заряду, а також запобігти зниження напруги елемента при розряді нижче допустимого рівня для довговічної роботи батарей. Крім того, слід обмежити максимальний струм заряду і розряду і контролювати температуру елемента. Ці заходи призводять до подорожчання акумуляторів на основі літію, що і є головною перешкодою їх більш широкого розповсюдження, не кажучи вже про високу вартість як самого літію, так і технології виробництва таких батарей (необхідні інертна атмосфера, очищення неводних розчинників і т.д.) .

Таким чином, літій-іонні акумулятори є найдорожчими з доступних сьогодні на ринку, і в цьому їх головний недолік. Однак ринок літієвих елементів і батарей малої місткості, де ціна не робить настільки істотного впливу, постійно розширюється, з'являються все нові і нові області для їх використання, так що, на загальну думку, літій-іонні акумулятори на сьогодні найперспективніші.

У 1991 році фірма Sony Energetic вперше почала комерційне виробництво літій-іонних акумуляторів і в даний час є одним з найбільших постачальників. Відзначимо, що за матеріалом негативного електроду літій-іонні акумулятори можна розділити на два основних типи: з негативним електродом на основі коксу (технологія Sony) і на основі графіту. Джерела струму з негативним електродом на основі графіту мають більш плавну розрядну криву з різким падінням напруги в кінці циклу розряду в порівнянні з більш пологою розрядної кривої акумулятора з коксівним (сажі) електродом. Тому з метою отримання максимально можливої ​​ємності кінцева напруга розряду акумуляторів з коксівним (сажі) негативним електродом зазвичай встановлюють нижче, ніж на акумуляторах з графітовим електродом. Так, аналогічні за формфактору літій-іонні акумулятори однієї і тієї ж компанії з номінальною напругою 3,6 В - це, як правило, акумулятори з сажевим електродом, а 3,7 В - з графітовим, тобто виробники спеціально вводять відмінності за номінальній напрузі , щоб зрівняти характеристики. Сьогодні все більше виробників випускають Li-Ion-акумулятори з графітовим негативним електродом, які здатні забезпечити більш високий струм навантаження і менше нагрівання під час заряду-розряду, ніж коксові батареї.

З переваг сучасних Li-Ion-акумуляторів в порівнянні з іншими технологіями можна відзначити наступні:

• найвищий рівень питомої ємності та щільності розрядного струму;

• мінімальний саморозряд (для деяких типів літій-іонних батарей при 20 ° С - не більше 3% на рік);

• тривалий термін служби (до 10 років);

• велика кількість циклів заряду-розряду (гарантується понад 1000 циклів);

• працездатність в широкому діапазоні температур;

• високе збереження збереженої енергії і постійна готовність до роботи.

Слід мати на увазі, що стандартні елементи забезпечують більш високу місткість при середніх токах і високу напругу розряду в широкому діапазоні робочих температур, а елементи підвищеної ємності забезпечують більш довгий термін служби при малих струмах.

За останні роки загальна картина виробництва літій-іонних джерел зазнала значних змін. Виробники безперервно вдосконалюють технологію, змінюють матеріали електродів і склад електроліту. Паралельно здійснюються зусилля для підвищення безпеки експлуатації акумуляторів на основі літію, як на рівні окремих джерел струму, так і на рівні керуючих електричних схем.

Що стосується головного недоліку Li-Ion-акумуляторів - високої ціни, то сьогодні йде робота по заміні оксиду кобальту батарей на менш дорогі матеріали, що може призвести до зменшення їх вартості протягом найближчих років приблизно в 2 рази. Додаткові резерви до зниження вартості Li-Ion-акумуляторів при використанні нових матеріалів криються в підвищенні безпеки при використанні цієї технології в джерелах живлення.

Однак у Li-Ion-технології, крім високої ціни, є й інші недоліки. Відомо, що стандартні літій-іонні акумулятори найкраще функціонують при кімнатній температурі, але робота при підвищеній температурі скорочує термін їх служби, оскільки це призводить до прискореного старіння, супроводжуваного збільшенням внутрішнього опору. З інших недоліків можна відзначити наступні: Li-Ion-акумулятор не любить глибокого розряду, дуже вимогливий до температурного діапазону (при переохолодженні пристрої з літієвим акумулятором підвищується внутрішній опір батарей, що може виявлятися в мимовільному відключенні пристрою), боїться перезаряду, вибухонебезпечний при порушенні герметичності і потроху втрачає ємність з часом (тобто старіє навіть при відключеній навантаженні). Одним словом, до ідеального джерела енергії і йому ще далеко, хоча всі недоліки компенсуються високою питомою енергоємністю.

Останнім часом в області технологій на основі літію намітився перехід на літій-полімерні акумулятори (Lithium-Polimer battery). Власне, принципових відмінностей у зазначених технологіях немає, проте, маючи приблизно таку ж щільність енергії, що і літій-іонні акумулятори, літій-полімерні батареї можуть виготовлятися в різних пластичних геометричних формах, що особливо актуально для мініатюрних пристроїв. Нетрадиційні для звичайних акумуляторів форми літій-полімерних батарей дозволяють заповнювати весь вільний простір усередині портативного пристрою і не вимагають спеціального відсіку, як раніше. Таким чином, при використанні літій-полімерної батареї тієї ж питомої ємності, що в і циліндричної, за рахунок вибору оптимальної форми та заповнення всіх невикористовуваних обсягів, не змінюючи форми самого портативного пристрою, можна зберігати на 20-30% більше енергії.

Основна відмінність літій-полімерних (Li-Pol, Li-Polymer) акумуляторів від літій-іонних закладено в самому їх назві та полягає в типі використовуваного електроліту. Сухий твердий полімерний електроліт (або електроліт у виді полімерного гелю) схожий на пластикову плівку і не проводить електричний струм, але допускає обмін іонами. У результаті стає можливим спрощення конструкції елемента, оскільки полімерному електроліту не загрожує витік, а значить, і проблема герметичності вирішена. Полімерний електроліт фактично замінює традиційний пористий сепаратор, просочений електролітом. Така конструкція спрощує процес виготовлення, більш безпечна і дозволяє виробляти тонкі акумулятори довільної форми, але поки, на жаль, сухі Li-Pol-акумулятори володіють недостатньою електропровідністю навіть при кімнатній температурі. Внутрішній опір їх дуже високо і не може забезпечити величину струму, необхідну сучасним портативних пристроїв. Крім того, внаслідок недостатньої відпрацьованості технології виготовлення вони ще досить дорогі і недовговічні - гарантоване число повних циклів зарядки-розрядки для них принаймні в 2 рази менше, ніж для Li-Ion-акумуляторів. Правда, проміжні рішення - з рідким гелевим електролітом - вже досить надійні і застосовуються досить широко.

Безсумнівно, у доступному для огляду майбутньому кожна з розглянутих вище електрохімічних систем в тій чи іншій мірі не зникне - адже вони різні, а процес пошуку оптимального джерела для конкретного пристрою, часом, досить складний. Крім того, досягнення максимальної ефективності - завжди компроміс між характеристиками і ціною в різних областях застосування - прилади-то ж теж різні!

Сьогодні акумулятори з анодом на основі сполук літію і полімерним електролітом найбільш перспективні, а підвищення провідності твердих електролітів при кімнатних температурах і рішення проблем безпеки дозволить максимально ефективно експлуатувати цю поки що саму енергоємну систему. А в міру підвищення попиту на акумулятори і збільшення обсягу їх випуску ціна обов'язково буде падати, і тоді літієві батареї нарешті стануть такими ж поширеними, як NiMH (якщо, звичайно, за цей час їх не наздоженуть паливні елементи).

Інтенсивний розвиток повинні отримати літій-полімерні системи, що дають широкі перспективи розробникам портативної апаратури з розміщення джерел живлення.

Можливо також, що незабаром будуть повною мірою реалізовані технології паливних елементів на основі метанолу, водню або якого-небудь іншого палива, що дозволить здійснювати зарядку акумуляторів так само легко, як і дозаправку автомобілів. До речі, вельми перспективними виглядають також розробки в області різних гібридних систем, де нові електрохімічні технології використовуються для підзарядки традиційних носіїв енергії.

Список використаної літератури

1. Лупів А. Знайомство з Windows XP TabletPC Edition 2005 / / Комп'ютера. - 02.12.2004.

2. http://www.abbyy.ru

3. http://www.compress.ru/article.aspx?id=14438&iid=687

4. http://www.inomir.ru/tainy/bioenergetics/54452.html

5. http://www.pc-bios.net/

6. http://www.svoboda.org/ll/sci/0705/ll.071405-1.asp