Znajdź zawartość

Jedną z największych wad współczesnych baterii jest długi czas ich ładowania. To z kolei uniemożliwia upowszechnienie się np. elektrycznych samochodów. Niewykluczone jednak, że uczeni z Mississippi State University właśnie znaleźli sposób na przezwyciężenie tego problemu. Podczas ładowania baterii pole elektryczne przesuwa jony w kierunku grafitowej elektrody. Jednak jony, by zostać zatrzymane i przechowane w elektrodzie muszą przeniknąć barierę potencjału. Zespół pod kierunkiem Ibrahima Abou Hamada postanowił zbadać, jakie siły działają na jony w czasie, gdy się one przesuwają. Stworzyli komputerowy model składający się ze 160 atomów węgla ułożonych w 4 warstwy grafenu oraz 69 molekuł węglanu propylenu i 87 węglanu etylenu, które były modelowym elektrolitem. Do całości dodano dwa jony heksafluorofosforanu i 10 jonów litu. Do takiej konstrukcji uczeni przyłożyli wirtualne pole elektryczne, by zobaczyć, co się będzie działo. Okazało się, że gdy pole elektryczne popycha jony litu w kierunku grafenu, przeszkodą dla nich jest bariera potencjału. Dalsze badania wykazały, że barierę tę można bardzo łatwo pokonać. Wystarczy dodać oscylujące pole elektryczne do pola, które ładuje baterię. Wówczas jony litu bardzo łatwo przedostają się do grafenu i wiążą się z nim. To jednak nie wszystko. Uczeni zauważyli, że istnieje wykładnicza zależność pomiędzy amplitudą dodatkowego pola elektrycznego a prędkością przenikania jonów do grafenu. To oznacza, że niewielka zmiana amplitudy powoduje gwałtowne przyspieszenie tego procesu. Symulacja pokazała, że możliwe jest skonstruowanie urządzenia, które będzie bardzo szybko ładowało baterie. Naukowcy nie wykluczają, że może też ono zwiększyć gęstość mocy urządzenia. Przeprowadzenie fizycznych testów powinno być bardzo proste, możemy zatem przypuszczać, że już wkrótce się one rozpoczną. Niestety, nie oznacza to, że niedługo zobaczymy na naszych drogach samochody elektryczne z akumulatorami, które będzie można błyskawicznie naładować. Obecnie nie wiadomo bowiem, czy nowy sposób ładowania baterii nie skróci ich żywotności, ani jak długo mogą one przechowywać tak dostarczony ładunek.

Nokia pracuje nad prototypowym telefonem komórkowym, którego nigdy nie trzeba będzie ładować. Markku Rouvala z Nokia Research Centre w Cambridge mówi, że obecna w środowisku emisja elektromagnetyczna - pochodząca z masztów telewizyjnych, nadajników Wi-Fi, masztów telefonii komórkowej i innych źródeł - jest wystarczająco duża, by zamienić ją na energię elektryczną wystarczającą do całkowitego naładowania baterii telefonu. Opracowany już prototyp jest w stanie zebrać z otoczenia 50 miliwatów mocy. To wystarczy by powoli się ładował lub nieprzerwanie pracował w stanie oczekiwania. Prototyp zamienia fale elektromagnetyczne w sygnały elektryczne za pomocą dwóch pasywnych obwodów. Częstotliwość ich działania wynosi od 500 MHz do 10 GHz, a więc pokrywa się z częstotliwością wielu sygnałów radiowych. W ten sposób zwiększono ilość energii, którą może pobrać urządzenie. Nokia na razie nie zdradza szczegółów swojej technologii, ale Rouvala mówi, że telefony w nią wyposażone mogą trafić na rynek już za 3-4 lata. Jeśli Nokii się uda, będziemy świadkami sporych zmian na rynku przenośnych gadżetów. Niezwiązani z Nokią specjaliści, którzy zajmują się badaniami na podobnym polu, mówią, że 50 miliwatów to naprawdę sporo. Obecnie typowy odtwarzacz MP3 potrzebuje do pracy 100 miliwatów, a większość czasu spędza w trybie oszczędnościowym. Niewykluczone, że w przyszłości wielu niewielkich urządzeń elektronicznych nigdy nie będziemy musieli podłączać do gniazdka.

Dwudziestojednoletni Owen Louis ładuje swojego iPoda w nietypowy sposób. Wykorzystuje do tego cebulę, dwa kubki napoju energetyzującego, śrubokręt, kabel USB i szklankę. Dwadzieścia minut i voilà – zapas na godzinne słuchanie muzyki. Mieszkaniec Portsmouth martwił się energią zużywaną podczas korzystania z multimediów. Jego kolega dla żartu pokazał mu prosty eksperyment, chłopak wziął to jednak całkowicie na poważnie. Energia z warzyw jest przecież na pewno zielona. Jak odtworzyć jego rozwiązanie? Na początku w cebuli wydrążamy za pomocą śrubokręta dwie umiejscowione naprzeciwko siebie dziury. Do naczynia o szerokim dnie wlewamy dwie szklanki napoju energetyzującego, np. Powerade. Wkładamy tam cebulę, pilnując, by otwory były zanurzone, i czekamy, aż wchłonie mniej więcej połowę płynu. Osuszamy ją, a następnie kładziemy na szklance, która stanowi rodzaj unieruchamiającego imadła. W szczyt warzywa wbijamy wtyczkę. Po kilku sekundach rozpoczyna się ładowanie. Takie doładowanie baterii jakiegokolwiek urządzenia elektronicznego jest możliwe dzięki reakcji chemicznej zachodzącej między jonami występującymi w cebuli i elektrolicie (napoju). W ten sposób, podobnie jak w ogniwie galwanicznym, generowany jest prąd. W organiczną ładowarkę można przeobrazić właściwie każde warzywo czy owoc. Lepiej jednak, by zawierały one stosunkowo dużo wody. Warto też chyba wybierać te mniej uciążliwe zapachowo. Zamiast cebuli lepszy byłby zatem ogórek albo arbuz...