neděle 24. února 2013

Ach ta energie! část desátá

Elektřina v kapse - současní tvůrci

V dnešní době jsou na "desce slávy" - tvůrců přenositelných zdrojů energie například japonští vědci Hiroyuki Nishide, Hiroaki Konishi a Takeo Suga z Waseda University nedávno představili tenkou, pružnou a průhlednou akumulační baterii. Je vyrobena na základě organických radikálů, zrovna jako ještě tenčí ohebný akumulátor od NEC vytvořený už v roce 2005, ale je dokonalejší a má vyřešené samovybíjení, které je jinak velkým problémem u všech typů baterií nejen u nabíjecích.
Základem nového akumulátoru je blána z polymeru rozpustného v elektrolytu silná 200nanometrů, která je pokryta molekulami nitroxidu - u této látky je zajímaví, že vzniká i v lidském těle z aminokyseliny argininu účinkem nitroxid syntézy a chová se jako málo agresivní volný radikál a v těle například reguluje glykolýzu nebo transport elektronů v mitochondriích. V tomto zdroji energie má za úkol přenos elektrického náboje.
Samozřejmě, aby vznikla použitelná baterie, vědci museli polymer vytvrdit - použili infračervené záření ve spojení se speciálním spojovacím činidlem.
Nová baterie má vysokou kapacitu a výkon a k jejímu nabíjení stačí pouhá minuta. Baterie vydrží 1000 cyklů a podle tvůrců bude sloužit hlavně k napájení pamětí a mikroprocesorů u kapesních zařízení.


Rovněž patří do rodiny - "bio baterie"
Doktorka Shelley Minteer ze Saint Luis University se už mnoho let zabývá netradičními zdroji energie - ať už to byl v roce 2003 palivový článek, který vyráběl elektrickou energii enzymatickým rozkladem alkoholu nebo její nejnovější objev - baterie "z cukru". Ne, nedáte svému notebooku. jako pejskovi, kostku cukru, ale sladký roztok nalijete do sacharidového palivového článku. Toto je tedy nejnovější experiment Dr. Minteer - "bio-baterie", ve které enzymy přeměňují cukr na elektrickou energii a odpad, co po této reakci zůstává, je voda. Použitelnými zdroji cukru jsou: sladká voda, oslazené nebublinkové limonády, glukóza… Podle doktorky by se takové baterie měly objevit na komerčním trhu do pěti let a budou prý moci plně nahradit ty současné lithio-ionové, ale uvidíme. Letos zatím předvedla jen prototyp o velikosti poštovní známky, který napájel kalkulačku. Ovšem není sama, kdo jako po možném zdroji elektrické energie sáhl po sladké vodě - ve výzkumných laboratořích SONY jsou rovněž milovníci sacharidů. Jejich bio-baterie má novou strukturu katody a zlepšenou funkci fermentů. Anoda je tvořena enzymy rozkládajícími cukr a mediátorem (látka zprostředkující přenos). Katoda obsahuje kyslík redukující enzymy a mediátor. Během enzymatické oxidace na anodě probíhá následující reakce-
glukóza -> glukonolakton + 2 H+ (vodíkové ionty) + 2 e- (elektrony)
Vodíkové ionty putují ke katodě, jako oddělovač slouží celofán. Na katodě vzniká voda následovně-
(1/2) O2 + 2 H+ + 2 e- -> H2O
Elektrony z této elektrochemické reakce procházejí vnějším obvodem v bio-baterii - takto se přenáší elektrický proud následně do spotřebiče.
Jedná se o skutečně k přírodě šetrné baterie i jejich korpus je z rostlinného plastu. Odborníci SONY nyní pracují na zvýšení užitečného výkonu a době životnosti v současnosti mají výstupní výkon 50mW. Na prezentační ukázce čtyři články napájí MP3 přehrávač.
Možná se tedy za pět let budeme ráno rozhodovat jestli si osladit kávu, či doplnit do baterie sacharidový roztok, ale týmů pracujících na vývoji zdrojů energie je tolik…

pokračování zítra