NEXT 3/2008 - Bateria z alkoholem

Notebook pracujący non stop przez 2–3 dni na zasilaniu bateryjnym, przenośny odtwarzacz MP3 grający bez przerwy przez dwa tygodnie czy wreszcie telefon komórkowy działający przez miesiąc bez ładowania akumulatora – dzięki ogniwom paliwowym jest to możliwe.

Zastosowanie ogniw paliwowych umożliwia uwolnienie użytkownika od ciągłego ładowania akumulatorów w przenośnym sprzęcie. Zamiast tego wystarczy raz na 2–3 tygodnie uzupełnić zbiornik. Do niedawna problemem utrudniającym stosowanie takiego zasilania były jego rozmiary. Na szczęście powoli zaczyna się to zmieniać.

Bateria na wodór

Ogniwo paliwowe to urządzenie przetwarzające energię chemiczną na prąd elektryczny. Paliwem wykorzystywanym w tej reakcji najczęściej jest wodór, który utleniając się, wytwarza użyteczną energię, a produktem ubocznym jest woda (patrz: ramka „Zasada działania ogniwa paliwowego”). Pierwsze tego typu ogniwo skonstruował w 1842 roku brytyjski naukowiec sir William R. Grove. Przy jego budowie wykorzystał teoretyczną pracę niemieckiego chemika Christiana Friedricha Schönbeina, opublikowaną w 1839 roku w czasopiśmie naukowym „Philosophical Magazine”. Ogniwo Grove’a wykorzystywało proces utleniania wodoru wytwarzanego podczas reakcji cynku z kwasem siarkowym. Tlen potrzebny do działania ogniwa pobierany był z powietrza.

Wynalazek nie znalazł praktycznego zastosowania aż do początku lat 60. ubiegłego wieku. Wtedy to inżynierowie pracujący w amerykańskim programie kosmicznym postanowili wykorzystać ogniwa paliwowe do zasilania statków kosmicznych, przy okazji produkując wodę pitną dla załogi. Znalazły się one na statkach kosmicznych z serii Gemini i Apollo, a obecnie wykorzystywane są w rosyjskich statkach Sojuz, na promach kosmicznych oraz na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Oczywiście nie są to ogniwa o takiej konstrukcji, jaką zaproponował 166 lat temu William R. Grove. Do kosmicznych celów używa się znacznie nowocześniejszych ogniw alkalicznych AFC (Alkaline Fuel Cell) lub ogniw z membranami polimerowymi. Ze względów bezpieczeństwa nie wykorzystują one bezpośredniego zasilania wodorem i tlenem. Zachodzą tam różnego rodzaju chemiczne reakcje pośrednie, które dostarczają dopiero reagentów niezbędnych do właściwej pracy ogniwa.

Alkohol i miniaturyzacja

Pojawienie się polimerowych ogniw paliwowych pozwoliło znacznie zminiaturyzować ich rozmiary. Potencjalnie nadawały się one już do zasilania urządzeń przenośnych, ale wciąż problemem było dostarczanie wystarczającej energii potrzebnej do zasilania notebooków i telefonów komórkowych. Laptop musi bowiem pracować minimum przez 2–3 godziny i potrzebuje przy tym około 20–30 W mocy, a chwilowo, w zależności od obciążenia, zużywa nawet do 70 W. Z kolei telefon komórkowy potrzebuje do 5 W mocy i w stanie czuwania musi pracować minimum przez kilka dni (oczywiście w tym czasie powinien umożliwić przeprowadzenie co najmniej kilku godzin rozmów). Oprócz tego ogniwa paliwowe do urządzeń przenośnych muszą być lekkie i umożliwiać łatwe uzupełnianie paliwa.

Na początku tego wieku pojawiły się nowoczesne polimerowe ogniwa paliwowe zasilane roztworem metanolu (alkoholu metylowego). Noszą one nazwę ogniw DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) i cechują się znacznie mniejszymi rozmiarami oraz wyższą wydajnością niż ogniwa polimerowe poprzednich generacji. Reakcja utleniania w DMFC jest na tyle powolna i można ją w dość precyzyjny sposób kontrolować, że zasilany nimi telefon komórkowy bez problemu może działać przez co najmniej tydzień.

Ogniwa paliwowe nie są jeszcze tak małe i tanie, aby wprowadzić je do seryjnej produkcji. Niemniej z roku na rok pokazywane prototypy są mniejsze i coraz bardziej wydajne. Nad rozwojem technologii DMFC pracują głównie takie firmy, jak: Toshiba, Panasonic, Hitachi, NEC, Casio, Motorola, Samsung i LG.

Ocena: (aktualna: 4,5; liczba głosów: 2)    (aby ocenić, musisz się zalogować w serwisie)

 del.icio.us |  Wykop mnie |  Digg this story |  dodajdo.com

• Prawdziwy rywal iPhonea »
  smartfon G1
• Świat maszyn wirtualnych »
  test porównawczy maszyn wirtualnych
• Poczta pod ręką »
  korzystanie z poczty przez IMAP
• Multimedialny kombajn »
  IRIVER X20
• Akcesoria do prezentacji »
  projektory w biznesie