čtvrtek 28. února 2013

Ach ta energie! část čtrnáctá

Perpetum mobile?
Profesor fyziky Orest Symko se svými kolegy z University of Utah vypracoval novou technologii, která by v budoucnu měla prodloužit pracovní dobu akumulátorů kapesních zařízení a notebooků a zvýšit efektivnost využívání elektrické energie elektronickými zařízeními. Jeho nápad se na první pohled zdá být poněkud exotický, ale i obyčejný.
Podstatou této metody je přeměna tepla, které produkují elektronická zařízení, ve zvukové vlny - a ty v elektrickou energii. Všechny tyto přeměny by mělo uskutečňovat miniaturní termoakustické zařízení. Elektřina v něm bude vznikat působením zvuku na zde přítomný piezoelektrický materiál a bude odváděna buďto přímo do akumulátorů nebo zajišťovat provoz přístroje. Trošku to vypadá jako perpetum mobile- ne, toho se neobávejte, profesor Symko je skutečný fyzik a ne šílenec a jak sám svůj vynález prezentuje - on pouze prodlouží pracovní čas přístrojů bez nutnosti dalšího nabíjení.
Toto zařízení profesor Symko nazval Thermal Acoustic Piezo Energy Conversion - TAPEC - termoakustický piezoelektrický konvertor a práce na jeho vývoji začaly už v roce 2005 a DARPA do něj investovala jen za poslední dva roky 2miliony dolarů.
Profesor se svým týmem zkonstruoval již několik prototypů - nejvíce je válcovitých rezonátorů, které se vejdou do dlaně, ale vědci už mají i prototypy velmi kompaktních konvertorů velikých 1,8 milimetrů.
Příští rok se Symkův tým chystá provést všestranně náročné testování termoakustického přístroje. Věří, že v budoucnosti taková zařízení mohou být alternativou fotovoltaických článků. Praktické užití by TAPEC mělo najít v notebooku, autech, v armádní technice…
Pan Profesor má vskutku zajímavý nápad a třeba se jím nechají inspirovat jiní, a tak když jde zpětně využít teplo z elektronických přístrojů, v budoucnu budeme možná svá PC napájet pomocí cvičebních stojů, které budeme používat když budeme pracovat s počítačem a elektrická energie bude vznikat přeměnou pohybu, ale i využitím tepla našeho těla… nakonec
termoelektrické generátory jsou známé už dlouho, jeden z nejdokonalejších termoelektrických generátorů má výkonnost 30 mikrowattů a hmotnost 0,23 gramů. A nutnost napájet PC sportováním, možná zachrání lidstvo od atrofie svalů. Možné je někdy vše.

Téměř věčná baterie
Druhý tým, který od vojenské agentury DARPA obdržel finance na vývoj nového typu baterie je z Cornell University v New Yorku a předmětem jejich výzkumu jsou již teoreticky známé betavoltaické baterie. Název napovídá, že jsou vyrobeny z radioaktivních materiálů - beta zářičů, které emitují elektrony. Komu se zvedají vlasy hrůzou na hlavě, nemusejí, materiály jsou jen slabě radioaktivní a velmi dobře odstíněné.
Betavoltaické články se podobají fotovoltaickým a jsou to vlastně polovodičové diody. Radioaktivním zdrojem záření "vystřelený" elektron naráží na diody a v bodě jejich průsečíku v důsledku toho je z povrchu diody "vyražen" jiný elektron - takto vzniká elektrický proud. Problém v principu této baterie je v tom, že průsečík s diodami je dvourozměrný a má ohraničenou povrchovou plochu, do které mohou elektrony.narážet.
Takže vědci se nyní soustřeďují na to, jak zvětšit plochu betavoltaických článků a jako řešení vidí změnu dvourozměrných průsečíků s diodou na třírozměrné, které budou na podložce z karbidu křemíku - měly by to umožnit v současnosti používané metody řezaní křemíku. Prázdné místo mezi diodami bude vyplněno zdrojem beta-záření - v tomto případě těžkou tritiovou vodou (radioaktivní voda jejíž molekuly obsahují místo obou atomů vodíku jeho izotop - tritium). Baterie budou hermeticky uzavřeny - takže "radioaktivní nebezpečí" bude minimální.
Tyto baterie samozřejmě nebudou věčné, ale ve srovnání s těmi dnešními, je možné toto slovo v uvozovkách použít - podle tvůrců by například tento zdroj energie měl v kardiostimulátoru vydržet až 20 let, jinak jejich použití, kromě v medicíně, je plánováno hlavně pro armádní účely a kosmický výzkum - představte si, že by vojáku v akci najednou vypověděla elektronika z důvodu vybitého zdroje energie anebo robotu na Marsu za rok došla baterka, tento zdroj přežije samotný stroj. Pro výrobce baterek by to, ale byla katastrofa.


KONEC seriálu