Budeme za pár let nabíjet své přenosné elektronické pomocníky třeba i v ovocných barech? Vědci na tom usilovně pracují.
Mobilní telefony, kapesní počítače či MP3 přehrávače nebo kompaktní fotoaparáty toho umějí stále více, a přitom se jejich velikost naopak zmenšuje. Větší výkon tak musí energeticky zabezpečit menší baterie, a tak vývojářům nezbývá, než vymýšlet nové technologie, které by dokázaly utáhnout moderní hračky déle, byly levné a šetrné k přírodě.
Inspirace vlastním tělem
Vědci nám každou chvíli představují nové způsoby, jak ve stísněných prostorách přenosných zařízení vyrobit a udržet co nejvíce elektřiny. Posledním hitem jsou třeba nabíječky na palivové články. Technologové se jen nemohou dohodnout, jestli do nich budou lít metan, butan nebo třeba vodík. Proč ale vlastně vymýšlet něco nového, když palivové články už dlouhou dobou fungují v přírodě, stačí se jen nechat inspirovat vlastním tělem.
Na jaře letošního roku přišel tým Shelly Minteerové z Univerzity v St. Louis (USA) s bateriemi, které místo lithia využívají cukerný roztok. Nebyl s tímhle nápadem sice tak úplně první, ale jejich postup zaručuje zdaleka nejvyšší účinnost. Elektrickou energii dokáží vyrábět z mízy stromů, roztoku glukózy či slazených nápojů. Jedinou podmínkou je, že ty nesmí být sycené. Bublinky oxidu uhličitého by totiž při spalování cukrů do značné míry překážely.
Baterie šetrné k přírodě
Nejnovější palivové články na cukr mají sice zatím jen 20procentní účinnost, přesto se jedná o nejvýkonnější variantu. I když jsou to zatím jen první prototypy a vědci si od dalších verzí slibují i vyšší výkon, už teď mohou v porovnání s klasickými Li-Ion bateriemi stejné velikosti bez dobíjení pracovat třikrát až čtyřikrát déle.
Cukr se v baterii, podobně jako v živých organismech, štěpí za pomoci enzymů na jednodušší látky a při této reakci se uvolňují elektrony. Narozdíl od metabolických pochodů tu však nejsou využity k výrobě dalších chemických sloučenin, ale vytvářejí elektrické napětí. Vedlejšími produkty jsou pak, stejně jako u rostlin a živočichů, oxid uhličitý a voda. Provoz baterií je tedy ekologicky zcela nezávadný.
Sladit chce i armáda
Do pěti let bychom se s bateriemi na cukr měli začít setkávat v přenosných nabíječkách pro mobily a kompaktní fotoaparáty, posléze i v noteboocích, přenosných videopřehrávačích a podobných zařízeních.
Vzhledem k pružnosti systému, který si nevybírá mezi ovocným džusem nebo mízou stromů, o nové baterie jeví zájem i americká armáda. Výzkum cukerných palivových článků ostatně financuje americké Ministerstvo obrany. Vojáci chtějí články využít pro pohon přenosné elektronické výstroje (například dálkově ovládané senzory na detekci chemických zbraní) a jako záložní zdroje pro nouzové situace.
Současné pohony
Olověné baterie – jsou levné a výkonné, při nižších teplotách však vypovídají službu a mají malou životnost. Nejsou také příliš šetrné k životnímu prostředí.
Niklmetalhydridové baterie – jsou výkonné a spolehlivé, ale k delší životnosti vyžadují pravidelně vybíjet na nulovou úroveň, v opačném případě klesá kapacita.
Niklkadmiové baterie – mají delší životnost i lepší výkon než olověné, ale také ještě více zatěžují životní prostředí.
Li-Ion (lithiové) baterie – mají lepší parametry než běžné baterie, dlouhou životnost, ale jsou zatím poměrně drahé.
Palivové články – většina vyžaduje vysokou provozní teplotu (cukerné si vystačí s pokojovou teplotou). Většinou jsou příliš velké a drahé. Doplňují se vodíkem nebo jednoduchými organickými látkami (metan, butan).
