Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Mobily může pohánět alkohol i atom

13.10.2006  |  zdroj: HN  |  133× přečteno      vytisknout článek

Mobily může pohánět alkohol i atom

Doslova horké chvilky v poslední době zažilo několik uživatelů notebooků značky Toshiba, kterým jejich přístroje vzplanuly pod rukama kvůli vadným akumulátorům. Výrobci baterie masově vyměňují, ale ať už se zjistí jakákoliv příčina, už teď je jisté jedno: energie napěchovaná do zdrojů v mobilní elektronice je leckdy srovnatelná se silou malé pyrotechnické nálože. A tím to zdaleka nekončí - konstruktéři testují nové typy akumulátorů schopné ještě větších výkonů.


Už dnes je hustota energie v akumulátorech tak vysoká, že případná exploze dokáže způsobit nepříjemnosti. "Výjimečně se může objevit kouř nebo oheň," decentně komentoval stahování některých li-ionových baterií z trhu Keisuke Omori, mluvčí firmy Toshiba. Pravdou však je, že do notebooků Toshiba dodává baterie firma Sony. "Není kouře bez ohně," říká známé úsloví - a americký novinář zabývající se technologiemi Robert X. Cringley jej po zmíněném výroku ironicky upravil na "Není kouře bez baterií Sony".
Současně však upozorňuje, že problém je obecnějšího rázu: v bateriích budoucnosti, u nichž se předpokládají ještě větší kapacity a ještě menší rozměry, už bude hustota energie tak velká, že nemusí zůstat jen u relativně neškodných efektů. Současné akumulátory používané v mobilní elektronice mají i jiné nedostatky: zdlouhavé nabíjení, omezenou životnost, vysokou cenu a ještě ke všemu při nízkých teplotách ztrácejí výkon. Vývojové laboratoře proto testují články pracující na nových principech - někdy i poněkud kuriózních.

Rychlejší nabíjení
Na letošní rok Toshiba oznámila uvedení li-ionového akumulátoru, který se má nabíjet šedesátkrát rychleji než současné články tohoto typu. Údajně bude také disponovat dlouhou životností a odolností proti nízkým teplotám. Je zamýšlen především jako zdroj síly pro elektromobily a hybridní vozy, počítá se ale také s malými jednotkami pro mobily a notebooky.
Konstruktéři také testují lithium polymerové akumulátory (Li-Pol), které by měly mít vyšší energetickou hustotu a nepotřebovaly by ekologicky závadné kadmium, zatím však tyto články vydrží menší počet nabíjecích cyklů. Ještě horší je, že možnost vzplanutí ve srovnání s Li-ion u nich vzrostla. Velcí výrobci však už je ke svým přístrojům nabízejí. Jiné laboratoře se snaží vyvinout mimořádně tenké nebo dokonce ohebné články. Šlo by je tak zabudovávat do každé volné skuliny v šasí, a rozměry mobilní elektroniky by se dál zmenšily.
Vylepšování současných typů článků ale ty největší problémy baterií odstranit nemůže, proto na to jdou někteří konstruktéři úplně jinak. Jednou z nadějných cest jsou palivové články napájené vodíkem (nebo uhlovodíky) a atmosférickým kyslíkem. Známé jsou zatím spíše z kosmických lodí a ponorek, několik firem už ale představilo miniaturní verzi pro mobilní elektroniku. Například zdroj vyvinutý firmou Sanyo pro notebooky IBM ThinkPad vydrží na jednu metanolovou náplň osm hodin.

Cukr, nebo atom?
Princip palivového článku je jednoduchý: slučováním vodíku s kyslíkem vzniká voda a energie. Přitom kyslík je ve vzduchu všude a vodík nemusí být jen čistý plyn, ale také v podobě uhlovodíku. Patrně to neznamená, že budete muset mobilu či notebooku čas od času poručit v restauraci sklenku něčeho tvrdšího, což by se asi prodražilo - ale že zařízení půjde udržovat v trvalém provozu levnými, běžně dostupnými tekutinami (třeba náplní do zapalovače). Důležité je, že odpadá zdlouhavé nabíjení a článek funguje v širokém rozmezí teplot. Také se nezvětšuje nebezpečná hustota energie, protože jejím zdrojem je kapalina dodávaná z vnějšku.
Ve vzdálenější budoucnosti možná mobilní elektronice postačí i sladkosti. Skupina vědců z londýnské Kings College se snaží k výrobě elektřiny zapřáhnout bakterie, které krmí cukrem. Využili přitom staršího objevu svého krajana Michaele Pottera, který zjistil, že v některých mikroorganismech při trávení vzniká elektrické napětí. Výsledky sice zatím jsou skromné, ale každý začátek je těžký. Jinou slibnou možností jsou miniaturní články, které vyrábějí elektřinu díky rozpadu radioizotopů. Využívají přitom záření beta, které není tak pronikavé jako nebezpečné paprsky gama, takže ke spolehlivému odstínění stačí jen slabá ochranná vrstva.
Výhodou baterie je velmi dlouhá životnost - například jeden krychlový milimetr izotopu plutonia 210 váží pouhých 10 miligramů, dokáže však vyrábět 50 miliwattů po dobu čtyř měsíců. Jiné izotopy vydrží v činnosti i roky. Nevýhodou izotopových baterií je schopnost dodávat malý proud. Vědci předpokládají, že v zařízeních vyžadujících okamžitou vysokou spotřebu budou jaderné články dobíjet akumulátory v době, kdy je spotřebič mimo provoz. Výzkumníci z Cornell University a University of Wisconsin-Madison se snaží vyvinout nukleární baterie pro miniaturní senzory a později i pro mobilní elektronická zařízení. Dořešená však zatím není otázka likvidace vybitých článků.

Baterie snů
Nejednoho laika asi nad zdlouhavě se nabíjejícím akumulátorem napadlo, proč tam ty elektrony nejde nacpat najednou, třeba jako vodu do nádoby. Celé generace elektrotechniků nemožnost rychlého nabíjení složitě zdůvodňovaly - a přesto to jde. Obyčejná elektronická součástka zvaná kondenzátor například umí okamžitě po nabití nakrátko rozsvítit žárovku. Copak je tak těžké udělat kondenzátor, do kterého by se vešla energie i na delší svícení? Odpovědí je zařízení zvané superkondenzátor, ultrakondenzátor, ultrakapacitor nebo superkapacitor. V principu jde o obyčejný kondenzátor, jeho vnitřní elektrody jsou však speciálně upravené, takže kapacita je mnohonásobně vyšší. Přitom nabít lze téměř okamžitě a hustota energie dosahuje desetkrát až stokrát vyšších hodnot než u olověných akumulátorů. Použité suroviny neohrožují životní prostředí a počet nabíjecích cyklů se počítá ve statisících až miliónech - vydrží tedy víc než většina zařízení, které mají napájet. "Je to velmi zelená forma uskladnění energie," konstatuje Bobby Maher z firmy Maxwell Technologies, která se výrobou ultrakondenzátorů zabývá.
Nevýhodou zatím je vysoká cena a nižší kapacita ve srovnání s Li-ionovými články. Malé ultrakondenzátory se proto používají zejména pro zálohování zdrojů v počítačích a dalších elektronických zařízeních. Velké jednotky už pokusně pohánějí elektromobily a kosmická agentura NASA vyvinula ultrakapacitorový autobus.
Tím však možnosti zdaleka nekončí. Další zvýšení jejich kapacity nabízejí nanotechnologie: pórovitý uhlík elektrod by mohla nahradit jakási voština sestavená z obrovského množství uhlíkových nanotrubic, jejichž průměr představuje desetitisíciny průměru lidského vlasu. Díky tomu patrně půjde skladovat elektřinu doslova na atomové úrovni a dosáhnout nevídaných parametrů. "Tato konfigurace umožní získat superkondenzátory se stejnou nebo ještě věší hustotou energie, jakou disponují dnešní běžné baterie," konstatuje Joel E. Schindall, profesor na katedře elektroinženýrství a počítačů Massachusetts Institute of Technology, která se tímto problémem zabývá. "Přitom budou menší a lehčí."

Kapesní turbína z křemene
Jiní vědci ale na baterie prostě nevěří. Alan Epstein z Massachusetts Institute od Technology (MIT) proto se svým týmem vyvíjí miniaturní spalovací turbogenerátor, který bude mít výkon 10 wattů a průměr pouhé čtyři milimetry. Spalovat půjde prakticky jakékoliv palivo. "Lidi nezajímá, jestli jejich notebook pohání baterie nebo něco jiného," říká Epstein. "Baterie, která pracuje dvě až tři hodiny a pak se patnáct hodin nabíjí, asi není nic, po čem by se jim muselo stýskat."
Sestrojit takový mikrogenerátor ovšem není jednoduché - musí se točit desetkrát rychleji než letecká turbína a na lopatky působí teplota přes tisíc stupňů. Vědci z MIT proto jednotlivé prvky vyřezávají z kysličníku křemičitého, tedy vlastně chemicky čisté formy křemene. "Všechny díly jednotlivě už nám skvěle fungují," konstatoval vedoucí vývoje profesor Alan Epstein. "Teď se budeme snažit, aby všechny fungovaly také společně - v jedné laboratoři a ve stejném čase." Cílem je předvést funkční prototyp ještě do konce tohoto roku. Mikroturbínu asi nejvíc ocení vojáci, kteří potřebují pro své přístroje velký výkon po neomezenou dobu. A nevadí jim tolik vysoká teplota nebo spaliny, které by civilní uživatele mobilu či notebooku občas asi přiváděly do nepříjemných situací...
Většina uživatelů ostatně nepotřebuje pracovat se svými zařízeními v divočině, kam nevedou dráty - úplně by jim stačilo, kdyby se mohli bez zásuvek a adaptérů pohybovat po budovách či po městě. Někteří konstruktéři proto navrhují se baterií úplně zbavit a nahradit je bezdrátovým napájením. Představují si, že by místo zásuvek byly v budovách jakési antény vyzařující energii pro všechna mobilní zařízení v jejich dosahu. n

Vlastnosti běžných akumulátorových článků
typ watthodin na kg watthodin na litr napětí počet nabíjecích cyklů
olověný 35 80 2 V 4000
niklkadmiový 35 80 1,2 V více než 1000
niklmetalhydridový 55 60 1,2 V více než 10 000
lithium-ionový 150 300 cca 4 V více než 2000
Zdroj: US Air Force Research Lab., Propulsion Directorate

AUTOR: Jan Novák
AUTOR-WEB: www.ihned/novakjan.cz


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist