Jste zde

Ultra-ploché baterie tenké tak, že je půjde tisknout

090702080358-large.jpg

Slova "baterie" či "akumulátor" byly dodnes obvykle synonymem těžkého a neskladného článku. Objevila se ale nová technologie přinášející i do této konzervativní oblasti některé zajímavé inovace, díky nimž budou nové články klidně i pod 1 milimetr tenké a budou vážit méně, nežli 1 gram. A aby toho nebylo málo - půjde je snadno reprodukovat běžným a nenákladným tiskovým procesem.

Ačkoliv dnes slyšíme o nějakém skvostném elektronickém vynálezu takřka denně, většinou jde o věci ovlivňující výdrž baterie jen nepřímo - nižšími nároky na energii, kvalitnější prací s taktem apod. Nicméně technologie akumulátorů již léta přešlapují na místě a nesplňují moderní nároky. Pro příklad: I ten nejlepší průměrně výkonný notebook nevydrží v základní konfiguraci více, nežli 2-3 hodinky pilné práce. A je pravdou také to, že výkon procesorů dnes roste výrazně rychleji, nežli právě kapacita baterií.

Sice se již objevily některé vlaštovky i pokud jde o technologie akumulátorů, ovšem označit jejich penetraci na trhu za byť i jen "základní" nelze ani náhodou. A přitom nápady tu jsou: Palivové články, fotovoltaika, cukrové akumulátory s bakteriemi, miniaturní reaktory... Není ale nutno propadat hned beznaději, jelikož se vědě zase po čase podařilo do této branže přece jen jednu velice zajímavou inovaci propašovat.

Novinka pochází od výzkumného týmu vedeného profesorem Dr. Reinherdem Baumannem z Fraunhoferova institutu (Electronic Nano Systems ENAS / Chemnitz), spolu s nímž se na práci podíleli i kolegové z TU Chemnitz a Menippos GmbH. Dr. Andreas Willert, skupinový manažer u ENAS se k projektu vyjádřil následovně: "Naším cílem bylo vytvořit technologii, která umožní masově vyrábět baterie za cenu odpovídající zhruba řádu centů EURa".

Vlastnosti nových baterií se velmi liší od těch konvenčních, na nějž jsme za léta užívání zvyklí. Tato "vytisknutelná" verze váží méně, nežli 1 gram a jelikož nemá tloušťku ani 1 milimetr, je perfektní volbou pro místa s extrémními nároky: To jsou všechny ty bezdrátové bankovní karty, ultra-přenosná mobilní technika a podobná udělátka. K zahození určitě není ani to, že při vývoji bylo bráno v potaz i hledisko ekologické - nové baterie neobsahují žádnou rtuť. A proč se vlastně bateriím říká "tištěné"? Protože jsou vyráběny metodou tzv. síťotisku (šablonový tisk), která je naprosto shodná s dnes již provozovanými metodami pro výrobou plastových výlisků a podobných věcí.

Základní napětí baterií je 1,5 V, ovšem články se dají velice snadno umístit dva a více nad sebe, takže lze snadno dosáhnout násobných výkonů: 3 V, 4,5 V, 6 V atd. A copak se skrývá uvnitř? Novinka obsahuje několik vrstev, mimo jiné i zinkovou anodu a manganovou katodu. Jak už to tak bývá v životě lidském (a ten technologický bohužel nevyjímaje), i tato sympatická technologie má jeden velký zádrhel: Katoda i anoda se během chemické reakce postupně zcela rozptýlí. Baterie jsou z toho důvodu zatím vhodné jen na místa, kde nevadí omezená životnost. Mimochodem, první prototyp byl již laboratorně vyvinut, takže praktického nasazení baterií bychom se snad mohli při troše štěstí dočkat zhruba někdy před koncem letošního roku.

Zdroj:

Hodnocení článku: 

Komentáře

Zinko-manganové nenabíjitelné baterie s napětím 1,5V? To jsou přeci "normální tužkové" baterie, jen "rozválcované" na 1 mm tloušťky... A že neobsahují žádnou rtuť? A které baterie ji dnes obsahují? Ať koupím jakoukoliv baterii, tak je všude na nich je napsáno: 0%Hg, 0%Cd.
A že se to dá vyrobit sítotiskem? Vy si to budete tisknout doma? A velkovýrobci si stejně musí nechat vyvinout jednoúčelový stroj na výrobu s vysokým výkonem - tam je jedno, jestli se to síťotiskuje nebo lisuje nebo se s tím udělá cokoliv. Jedna nebo tisíc operací, prostě to "proletí linkou" a na konci z toho "padají" hotové potištěné baterky, zabalené v úhledných prodejních baleních...
JArda

Jenže rozplacatěná sítotiskem je násobně levnější než lisovaná z válcovaného plechu, nehledě k tomu, že placatá baterka je neskonale efektivnější, víc materiálu se přemění na proud. Zkus si někdy cvičně rozebrat vyčerpanou tužkovku a destičkovou 9V, už tam uvidíš rozdíl. A při práci s rozděláváním ocelového obalu Ti možná docvakne, že obalit to taky muselo něco stát. A velkovýrobce musí na ten velkostroj někde sehnat velkokapitál a pak ho splácí z toho rozdílu "proletí linkou" a "projede linkou". Přesně jako v tom vtipu: Kolik stojí kapka benzínu? Nic. Tak mi nakapejte plnou.

1. Mohl bys mi říct, jak "nasíťotiskuješ" zinek? Vidím jedinou možnost: vykrojíš ho z válcovaného plechu. Tedy potřebuješ vyrobit razník a použít lis. A když budeš mít razník a lis, snadno razník upravíš, aby dělal váleček místo obdélníčkové vaničky.
2 Kde bereš jistotu, že rozplácká baterka je neskonale efektivnější, protože se víc materiálu přemění na proud? Chemické procesy v obou baterkách jsou naprosto totožné, takže ze stejného důvodu jako u válcové baterky skončí vybíjení i u ploché.
3. Pamatuji časy, když plochá baterka stála 1,60 Kčs. Tam nebyly ocelové obaly. Ale také v 50% docházelo k rozleptání toho zinkového obalu a vytečení elektrolytu do přístroje... To bylo zničených "tranzistoráků". Proto je tam ten obal (ne z technologických důvodů). A u této baterky to budeš muset také vyřešit. Takže taky nějaký obal budou muset vymyslet, aby zbytek baterky nevytekl do přístroje. Obal je tedy problém u obou způsobů. A navíc, pokud jsi dával ve škole pozor, věděl bys, že na obalení válce spotřebuješ méně materiálu, než na obalení nízkého kvádru (při stejném objemu "pracovních médií"). Takže "obalit" tu rozpláclou baterku bude dražší, než klasickou.
4. Myslíš si, že v baterkárně najmou 1000 ženských, aby jim to síťotiskovaly? Ne - budou si muset nechat vyvinout jednoúčelovou linku na síťování, aby jim ta baterka "proletěla" linkou. Ta "síťotiskovací" linka bude stát přibližně stejně, jako "lisovací". Uvědom si, že se bavíme o výkonu min 100 000 ks/denně. Takhle výkonný "siťotisk" už nevyjde o moc levněji než stejně výkonný lis. Pokud ta baterka linkou jen "projede", bude muset těch linek koupit víc... A bude to dražší než jedna "lítací" linka.
5. Když baterku lisuješ, "narveš" do stejného objemu více materiálu, než když tam ten materiál "položíš" síťotiskem. Takže nevím, jak chceš dosáhnout "vyššího výkonu z menšího objemu"...
6. Problém zinko-manganové baterie je velké samovybíjení. Do 3 let je nepoužitelná. To není zrovna nejlepší řešení pro chytré chipové karty (a ostatní příklady z článku), které budou použitelné podstatně déle.

Povrchní článek. Nejdůležitější údaj o kapacitě baterie zde není....