Od pou₧itφ prvnφch bateriφ a akumulßtor∙ v r∙zn²ch p°enosn²ch p°φstrojφch uplynula ji₧ dlouhß doba. Za tu dobu se tyto d∙le₧itΘ souΦßsti staly trvanliv∞jÜφmi, v²konn∞jÜφmi a ekologiΦt∞jÜφmi. AvÜak v²voj jde dßle a obΦas se vracφ i zp∞t.
V²zkumu nov²ch mo₧nostφ napßjenφ naÜich ₧rav²ch elektronick²ch p°ßtel se v∞nuje mnoho firem po celΘm sv∞t∞. Snad nejv∞tÜφ ·sp∞chy jsou slyÜet z Japonska, kde najdeme v²robu a v²zkum napßjecφch Φlßnk∙ na programu tΘm∞° vÜech spoleΦnostφ zab²vajφcφch se elektronikou. V Evrop∞ a v USA pracujφ spφÜe samostatnΘ v²zkumnΘ t²my, vylepÜujφcφ ji₧ existujφcφ technologie, kterΘ dßle prodßvajφ nebo licencujφ.
Napßjecφ Φlßnky lze rozd∞lit na t°i druhy. Primßrnφ, to jsou b∞₧nΘ baterie prodßvanΘ v obchodech, kterΘ se pou₧ijφ a po vybitφ se zlikvidujφ. Sekundßrnφ, jinak takΘ akumulßtory, se opakovan∞ vybφjejφ a nabφjejφ, znßme je nap°φklad z mobilnφch telefon∙ a notebook∙. Do poslednφ kategorie jsem za°adil vÜechny ostatnφ druhy, kterΘ nejsou typick²mi zßstupci ani jednoho z v²Üe jmenovan²ch druh∙. Kapacita Φlßnk∙ se udßvß v ampΘrhodinßch (Ah) p°i souΦasnΘm udßnφ jmenovitΘho nap∞tφ. Jedna Ah ukazuje, ₧e Φlßnek dodß proud o hodnot∞ jednoho ampΘru po dobu jednΘ hodiny. U trval²ch zdroj∙ se udßvß maximßlnφ proudovß zatφ₧itelnost v ampΘrech.
TeΦeme a teΦeme
Mnoho z vßs si jist∞ pamatuje baterie v papφrov²ch pouzdrech, kterΘ se u nßs prodßvaly p°ed 15 lety. Pokud jste je po vybitφ nevyndali z p°φstroje, Φasto vßm jej nep∞kn∞ "vylepÜily". To u₧ se samoz°ejm∞ nekonß. Primßrnφ Φlßnky dneÜka jsou lehΦφ, majφ vyÜÜφ hustotu energie na jednotku hmoty a vyu₧φvajφ bezpeΦnΘ a levnΘ materißly.
P°φkladem mohou b²t Φlßnky firmy Electric Fuel, kombinujφcφ zinek se vzduchem, kter² je zφskßvßn z okolφ. Jejφ baterie jsou dodßvßny ve form∞ nabφjeΦky nebo jako nßhrada vybitΘ baterie na jedno pou₧itφ. P°i stejn²ch rozm∞rech a nap∞tφ 3,6 V je nabφzena a₧ p∞tinßsobnß kapacita (3,3 Ah). Populßrnφ jsou takΘ Φlßnky na bßzi lithia, u₧φvanΘ hlavn∞ v p°φstrojφch s ni₧Üφ spot°ebou, jako jsou nap°φklad hodinky.
Pro n∞kterΘ aplikace jsou nutnΘ baterie co nejtenΦφ. Zde p°ichßzφ firma Power Paper se sv²mi zinkomanganov²mi bateriemi tenk²mi p∙l milimetru. Tyto baterie je mo₧nΘ b∞₧n²mi postupy natisknout na papφr.
Znovu a znovu
V kategorii nabφjecφch Φlßnk∙ se nejvφce proslavily typy s niklem, dnes v∞tÜinou nahrazovanΘ lithioiontov²mi, p°φpadn∞ lithioiontpolymerov²mi. Lithium je voleno p°edevÜφm pro svou nφzkou hmotnost, kterß je v porovnßnφ s ostatnφmi kovy opravdu jedineΦnß. Nov²mi kombinacemi materißl∙ jsou vytvß°eny Φlßnky se strm∞jÜφmi nabφjecφmi a vybφjecφmi k°ivkami, delÜφ ₧ivotnostφ Φi vyÜÜφ kapacitou p°i zachovßnφ hmotnosti.
P°ed nedßvnem se i na naÜem trhu zaΦaly objevovat tzv. alkalickΘ nabφjecφ baterie, kombinujφcφ velkou kapacitu s mo₧nostφ nabφjenφ a vysok²m jmenovit²m nap∞tφm jednoho Φlßnku (1,5 V). Bohu₧el s t∞mito kladn²mi vlastnostmi se pojφ takΘ nutnost specißlnφ nabφjeΦky a v²razn∞ ni₧Üφ poΦet opakovßnφ nabφjenφ.
Alternativy novΘho v∞ku
T°etφ kategorii otev°eme Φφm dßl populßrn∞jÜφmi palivov²mi Φlßnky (fuel cell) r∙zn²ch druh∙, pracujφcφmi na principu spot°ebovßvßnφ vhodnΘho paliva p°i reakci vytvß°ejφcφ elektrickou energii, ΦistΘ spaliny (nap°φklad vodnφ pßru) a teplo. Neju₧φvan∞jÜφm palivem je vodφk, ale experimentuje se i s metanolem a dalÜφmi uhlovodφky. Palivo je uzavφrßno ve v²m∞nn²ch nßdr₧φch, kterΘ by m∞ly nahradit baterie. ReakΦnφ Φßst by byla pevn∞ umφst∞na v za°φzenφ. Pro svou efektivitu a spolehlivost byly palivovΘ Φlßnky vyu₧φvßny i ve vesmφrn²ch programech Gemini a Apollo. Prozatφm je velk²m problΘmem zmenÜovßnφ palivov²ch Φlßnk∙, kde je pot°eba vyu₧φvat nanotechnologiφ. DalÜφm ·skalφm je nutnost pou₧itφ drahΘho plutonia a efektivnφho chlazenφ. Zde se velmi anga₧ujφ nap°φklad firmy Altair Nanotechnologies, DCH Technology, General Electric Φi NEC.
Perspektivnφmi se jevφ takΘ fotovoltaickΘ neboli solßrnφ Φlßnky, proto₧e p°i slunnΘm dni dopadß na ka₧d² metr ΦtvereΦn² p°ibli₧n∞ 1000 watt∙ vyu₧itelnΘ energie, kterß je naprosto Φistß a zdarma. Fotovoltaika vyu₧φvajφ polovodiΦovΘ p°em∞ny energie foton∙ na energii elektrickou. Mezi hlavnφ nev²hody solßrnφch Φlßnk∙ pat°φ nutnost stßlΘho a dostateΦnΘho osv∞tlenφ, p°φpadn∞ akumulßtor∙ kryjφcφch spot°ebu ve slabÜφch obdobφch. DalÜφm problΘmem je relativn∞ vysokß po°izovacφ cena kvalitnφch Φlßnk∙, p°φpadn∞ i jejich velikost.
SpφÜe za raritu s nφzk²m procentem vyu₧itelnosti pova₧uji mechanickΘ generßtory uchovßvajφcφ a p°em∞≥ujφcφ kinetickou energii dodßvanou Φlov∞kem Φi zvφ°etem na energii elektrickou. V tomto oboru se anga₧uje nap°φklad firma FreePlay, je₧ vyrßbφ svφtilny, rßdia Φi nabφjeΦky na kliΦku vychßzejφcφ z principu natahovacφch hodinek.
DalÜφm druhem jsou za°φzenφ vytvß°ejφcφ na zßklad∞ r∙zn²ch jev∙ kinetickou energii snadno p°em∞nitelnou v tolik ₧ßdanou energii elektrickou. P°φkladem je vyu₧itφ hluboce chlazenΘho (-196 stup≥∙ Celsia) tekutΘho dusφku zah°φvanΘho okolnφm vzduchem, Φφm₧ lze vytvo°it mechanick² tlak podobn² jako u spalovacφho motoru. Podobn∞ lze akumulovat a pozd∞ji vyu₧φt energii stlaΦenΘho vzduchu pohßn∞jφcφho miniaturnφ turbφnu. Velkß budoucnost je p°iklßdßna takΘ principu setrvaΦnφku, kdy je specißlnφ disk elektromagneticky roztoΦen do velmi vysok²ch otßΦek a nßsledn∞ je mu tato kinetickß energie stejn²m zp∙sobem odebφrßna. ProblΘmem tohoto principu je nßroΦnost konstrukce setrvaΦnφku s minimßlnφm odporem.
Osv∞dΦenou, avÜak v malΘm m∞°φtku zatφm t∞₧ko vyu₧itelnou je energie uvol≥ovanß p°i Üt∞penφ atomu. DalÜφm problΘmem tΘto technologie je bezpeΦnost, nebo¥ asi mßlokdo z nßs si dokß₧e p°edstavit noÜenφ svΘho p°φruΦnφho ╚ernobylu, by¥ jen s miligramy uranu.
Mezi novinky, na jejich₧ pou₧itφ si jeÜt∞ poΦkßme, m∙₧eme za°adit zdroj napßjenφ firmy Applied Digital Solutions, kter² vyu₧φvß tepla vytvß°enΘho lidsk²m t∞lem. Tento zdroj mß sice velmi malou proudovou zatφ₧itelnost (kolem 10 mikroampΘr∙), avÜak jeho p°φnos je obrovsk². Princip funkce je zalo₧en na reakci keramickΘho materißlu na teplotu. Zdroj je absolutn∞ Φist² a bezporuchov², nebo¥ neobsahuje chemikßlie ani mechanickΘ souΦßsti.
Ve vzdßlen∞jÜφ budoucnosti se mo₧nß setkßme s bakteriologick²mi zdroji energie, jim₧ rßno dßme p°φsluÜnou dßvku potravy a ony nßm budou po cel² den vytvß°et pot°ebnou energii. JeÜt∞ vzdßlen∞jÜφ budoucnost m∙₧e p°inΘst vyu₧itφ antihmoty pro vysoce efektivnφ generovßnφ energie.
V∞tÜina z t∞chto nov²ch zp∙sob∙ napßjenφ je vyvφjena p°edevÜφm pro ekologickΘ automobily. Aby vÜak byl jejich v²zkum rychleji zaplacen, jsou miniaturizovßny a p°izp∙sobovßny i pro pou₧itφ v elektronick²ch za°φzenφch b∞₧nΘ pot°eby.
