Když jsme před nedávnem přinesli článek shrnující nejnovější trendy v oblasti nanotechnologií, objevila se ve čtenářské diskusi zajímavá připomínka. Upozorňovala na znatelně "opožděný" vývoj zdrojů energie. Právě krátkodobý výhled do budoucnosti tohoto oboru přináší dnešní článek.
Člověk si často ani neuvědomuje, jak moc je závislý na elektřině, respektive jejích zdrojích. Zkuste si schválně představit svět bez elektřiny. Nefungovalo by prakticky nic, od veřejného osvětlení přes semafory až po vaše mobily, počítače i notebooky. Přitom technologický vývoj energetických zdrojů je oproti jiným oblastem lidské činnosti jako je kupříkladu medicína nebo právě počítačová technika značně pozadu. Budoucnost ale zcela jistě přinese zásadní změnu.
Chci víc, dál, výš a déle!
Požadavky uživatelů na možnosti současných komunikačních nástrojů jsou téměř do jednoho splněny. S dostatečně vyspělým mobilním (satelitním) telefonem a přenosným počítačem můžete dnes dělat prakticky cokoliv a kdekoliv, od přenosu jednoduchého posílání fotografií po přenos živého videa. Co víc si přát!? Snad jen aby se ty zatracené baterky nevybíjely tak zbytečně rychle. Takže oprava - s dostatečně vyspělým mobilním (satelitním) telefonem a přenosným počítačem můžete dnes dělat prakticky cokoliv pouze tam, kde je zdroj elektrické energie, kterým byste se mohli "dobít". Vývoj přenosných zařízení se tedy v nadcházejících letech bude s největší pravděpodobností zaměřovat mnohem více na pohodlnost využití více než nové možnosti či schopnosti těchto drobečků.
Dnes se v mobilních zařízeních, jako jsou notebooky, PDA či mobilní telefony, nejčastěji využívají akumulátory označené zkratkami NiCd, NiMH nebo Li-Ion. Všechny vyjmenované trpí nějakými nedostatky - NiCd se pomalu, ale jistě "samy od sebe" vybíjejí a velmi trpí tzv. "paměťovým efektem" (snižování kapacity zdroje na základě nedostatečného vybití - nastává v podstatě pořád, je však vratný). NiMH jsou ekologické, neobsahují těžké kovy jako kadmium, paměťový efekt není tolik zřetelný, ale na druhé straně jsou velmi citlivé na údržbu a mají vyšší vnitřní odpor. Poslední Li-Ion (zkratka lithium-iontové) jsou na první pohled dokonalým řešením - téměř se samy nevybíjejí, neexistuje u nich paměťový efekt, jsou téměř bezúdržbové. Nevýhody? Zejména vyšší cena.
Co je však společnou nevýhodou všech tří typů zdrojů energie, to je relativně malá kapacita. Jistě, můžete si nacpat celou brašnu baterií, ale to je jednak nepohodlné, a navíc také jen velmi hrubé řešení. Mnohem lepší by bylo nacpat do těch současných zdrojů ještě více ampérhodin anebo vynalézt nějaké úplně nové zdroje energie (s pokud možno co nejmenšími rozměry).
Malý zázrak
Předpovědi analytiků říkají, že už během příštího roku se začnou objevovat nové druhy akumulátorů a palivových článků, které do pěti let zcela změní většinu mobilních zařízení - ty budou lehčí, kompaktnější a vydrží běžet déle. Právě v mobilitě leží podle mnohých expertů budoucnost počítačových technologií - což ostatně dokazuje i současná "bublina" jménem Wi-Fi (techničtější označení zní 802.11b).
Uživatelé přenosných počítačů chtějí stále víc - rychlejší procesory, větší disky a dokonce i větší obrazovky. To jsou tři hlavní komponenty, které takříkajíc "žerou" nejvíce. Výrobcům hardwaru tedy zbývají dvě možnosti - vyrábět komponenty se stále nižším příkonem (což je ovšem poměrně složité vzhledem k narůstajícím nárokům uživatelů), nebo přijít s lepšími zdroji energie. A to je právě cesta, která podle většiny odborníků dláždí schody do budoucnosti a do které největší světové korporace typu Intelu pumpují hory peněz s (zřejmě oprávněnou) vidinou tučného výdělku.
Záhadná chemie
Konkrétně už zmíněná společnost Intel investovala několik milionů dolarů do startující společnosti Neah Power Systems (dál jen NPS), která pracuje na vývoji křemíkových palivových článků. Palivové články jiných společností produkují energii na základě chemické reakce metanolu a kyslíku na polymerové membráně. Palivové články firmy NPS nahrazují polymerovou membránu křemíkovými čipy. Nepředstavujte si ale klasické zapouzdřené mikroprocesory, tyhle čipy jsou naopak děravé jako ementál - mají díky tomu mnohem větší povrch a úměrně s tím se zvyšuje produkovaná energie. Další zvláštnost těchto článků spočívá v tom, že místo kyslíku z atmosféry využívají kyslík vázaný v peroxidu vodíku, čímž se dále zvyšuje účinnost.
Výhoda výrobku společnosti NPS spočívá v relativní jednoduchosti výroby - s křemíkem dnes umíme zacházet celkem obstojně, vždyť už se to děje více než 40 let, a čipy pro tyto palivové články tak lze snadno vyrábět pomocí současných technologií. Jeden takový článek by měl prý být schopen napájet notebook šest až osm hodin. Přes to všechno zástupci společnosti upozorňují, že jsou stále teprve v počátcích vývoje. Funkční prototyp by se měl objevit někdy příští rok a na trh by se tyto palivové články mohly dostat během roku 2005.
Další společnost, která pracuje na podobném výrobku, se jmenuje PolyFuel. Její palivové články představují klasický "polymerový" přístup, přesto však slibují dvakrát až třikrát lepší výdrž než současné baterie. Až vývoj o něco pokročí, mohli bychom se údajně dočkat dokonce až desetinásobné výdrže! První notebooky s takovýmito zdroji energie by se měly začít objevovat už koncem příštího nebo začátkem přespříštího roku (předem už je slíbil například japonský výrobce Sanyo). Nedávno totiž padlo poslední omezení, které by jim mohlo bránit v rozšíření se na trhu - americké Ministerstvo dopravy umožnilo jejich přepravu letadly. Zvláštní povolení bylo nutné z toho důvodu, že metanol je hořlavina - zástupcům PolyFuelu asi dalo velkou práci přesvědčit úředníky na ministerstvu, že koncentrace v bateriích je tak malá, že téměř žádné nebezpečí nehrozí.
Na vývoji nových zdrojů energie mají samozřejmě největší zájem především výrobci notebooků. Společnost Toshiba nedávno oznámila, že uvede na trh notebooky s palivovým článkem založeným na technologii DMFC (Direct Methanol Fuel Cell), které vydrží napájet počítač až pět hodin v kuse. Jeden takový palivový článek má rozměry 275x75x40 milimetrů a uvedení na trh se plánuje na rok 2005.
Jaderná elektrárna na klíně
Sousloví "atomová baterka" nezní právě bezpečně, ale vlastně by se tak dal nazvat výmysl vědců z Cornellské univerzity. Ti totiž přišli s nápadem jak konvertovat energii z rozpadů radioaktivních částic přímo na mechanický pohyb, který pak pohání miniaturní stroj generující elektřinu. Zní to neuvěřitelně, ale je to tak. Takový zdroj energie by údajně mohl dodávat elektřinu třeba několik desítek let! Otázka bezpečnosti je zde myslím mnohem více na místě, než u předchozího "vynálezu".
Příklady uvedené výše jsou samozřejmě pouze špičkou pomyslného ledovce lidské snahy o nalezení lepších zdrojů energie. Vědci po celém světě pracují na dalších teoriích a zkoušejí stále nové možnosti, jak snadno získávat elektřinu pro přenosnou techniku - existují modely využití solárních panelů, keramických materiálů a mnohé další. Budoucnost je v pohybu.