pondělí 25. února 2013

Ach ta energie! část jedenáctá

Palivové články
Přenositelné zdroje energie jsou primární články čili baterie "na jedno použití", které vy vybití musíte zahodit, což je velmi drahý zdroj a jelikož se jedná i o toxický odpad, jsou primární baterie nyní spíš už problém, než technickým darem. Po všech stránkách jsou lepší sekundární články - akumulátory, které se mohou mnohokrát opakovaně vybíjet a nabíjet, či vysokokapacitní kondenzátory, které uchovávají elektrický náboj v dvojité elektrické vrstvě, tak že dochází k oddělení nábojů elektrostatickou silou mezi elektrolytem s iontovou vodivostí a vodivými elektrodami. Ionty vytěsněné během formování dvojitých vrstev jsou přenášeny elektrolytem mezi elektrodami pomocí difůze.Vysokokapacitní kondenzátory se mohou nabíjet a vybíjet mnohosetkrát.
Ovšem úplně nejlepší variantou malého energetického zdroje jsou ovšem palivové články.
Princip palivových článků je známý už z roku 1839, kdy vynálezce William Grove, přišel na to, že elektřinu lze vyrábět procesem inverzním k elektrolýze vody - to je chemickou reakcí látky obsahující vodík a okysličovadla. Jedná se o přímou přeměnu chemické energie vázané v palivu na energii elektrickou. K této reakci dochází i za nepříliš vysoké teploty a probíhá prakticky bez škodlivých emisí.
Podle švýcarského inženýra Christophera Ondera, autora nejúspornějšího automobilu na světě, který jezdí na palivové články se spotřebou 1gram vodíku na 20km, se palivové články začnou rozsáhle používat tak do 20 let. Jiní odborníci hovoří o deseti letech. aby bylo jasné, hovoří s o malých a lehkých palivových článcích ty velké vážící cca 10kg už vyrábí například firma Ballard a navzdory předpovědím, firma Kurita Water Industries koncem ledna 2006 roku na výstavě FC Expo v Tokiu představila prý zcela revoluční palivový článek - fuel cell, který může napájet mobilní telefon energii několik dní a to jen pomocí kapky metanolu. Představitelé této japonské firmy jsou přesvědčeni, že jejich vysoce ekologicky šetrný energetický zdroj bude na trhu k dostání během tří let. Vzhledem k prognóze je to odvážné tvrzení, ale v současnosti vstupuje do vývoje například i Čína a konkrétní úspěchy hlásí Toshiba i Samsung.
Právě Samsung se nedávno pochlubil úspěchy ve vývoji Direct Methanol Fuel Cell - DMFC -což jsou metanolové palivové články. Opatřili jimi notebook Q35.
V DMFC jsou kyslík a vodní roztok metanolu rozděleny membránou - katalyzátorem jedna její strana je anodou a druhá katodou. Metanol vstupuje do elektrochemické reakce s anodou, rozkládá se, v důsledku toho elektrony vytváří elektrický proud a protony reagují s kyslíkem a vytvářejí vodu.
DM palivové články od Samsungu na jedno naplnění metanolem napájí notebook osm hodin a mohou takto denně pracovat po dobu jednoho měsíce, pak je nutná výměna.
Jeho velikost je totožná s rozměry notebooku, díky němu se notebook stal jednou tak silným, ale vzhledem k velikostem palivových článků v minulosti je to úspěch a na trh tento malý notebook Q35 s palivovými články hodlá Samsung dát rovněž do tří let, jako Kurita Water Industries své FC.
Jelikož prototypy již existují a pokud nenastanou nějaká technologicky opravdu závažné problémy, není důvod jim nevěřit. Jenže i v oblasti palivových článků již na světě bylo tolik zklamaných nadějí - na druhou stranu ty velké se vyrábějí už zcela normálně - nejznámějším výrobcem palivových článků je zřejmě nadnárodní firma Ballard. Jenže jejich výkon není až tak úžasný.
Představy některých vědců a futurologů, kdy lahvička matanolu nebo líhu, bude stačit k napájení elektřinou třeba celého domu, možná nenastane nikdy, ale v kapesní elektronice podle všeho tak do osmi až deseti let, nahradí současné lithio-ionové baterky - ovšem pokud se ve výzkum neukáže nějaký dnes nepředvídatelný problém - zatím není žádný znám.

příště - pitoresknosti a velmi daleká budoucnost zdrojů energie