Dejte dohromady papír, uhlíkové nanotrubičky a tekutou sůl, a dostanete malý, supertenký a lehký zdroj proudu.
Vědcům z Rensselaerského polytechnického institutu se podařilo přijít na způsob, jak využít uhlíkové nanotrubičky pro napájení elektronických zařízení.
Nový nanokompozit vznikl spojením srovnaných uhlíkových nanotrubiček s papírovou hmotou, napuštěnou solí. Právě ony nanotrubičky způsobují, že namísto bílého listu vznikne list podobný černému papíru, na který máme vzpomínky třeba z výtvarné výchovy. Co víc, ve srovnání se současnými bateriemi funguje i v extrémních podmínkách - bez problémů by měly být provozní teploty od -70 do 150 °C.
Nejde o první tenkou baterii – podobné zařízení založené na bázi polymerů a zinku „natištěného“ na papíru či obalu už před pár lety představila izraelská společnost „Power Paper“. Přesto se s ním v každodenním životě nesetkáváme, ačkoliv to kdysi vypadalo docela optimisticky. Novinka je ale rovněž zatím spíše v experimentální fázi, a dopady, budou-li vůbec jaké, pocítíme až za pár let.
Autoři k vynálezu říkají: „Je to v podstatě normální list papíru, ale je udělaný velmi inteligentním způsobem. Neskládáme jej z komponent, je to prosté „zařízení“. Jednotlivé složky jsou vzájemně spojené molekulární vazbou: uhlíkové nanotrubičky jsou zapuštěné do papíru, který je nasáklý elektrolytem. Výsledek se od běžného papíru neliší vzhledem ani na omak, a váží stejně jako papír.“
Papír je lehký, tenký a ohebný, je možné jej srolovat, kroutit, skládat či řezat na menší kousky, aniž by se rozpadl, nebo to mělo negativní vliv na účinnost baterie. Listy je možné seskládat na sebe a spojit a tím navýšit celkovou kapacitu článku.
Papír s nanotrubičkami je použitelný pro napájení nejrůznějších zařízení, možné je i nasazení v lékařství či pro napájení dopravních prostředků. Unikátní vlastností je možnost použít tuto techlologii pro výkonnou baterii, nebo vysoce výkonný kondenzátor.
Jako elektrolyt používají vědci iontovou kapalinu – tekutou sůl. Je důležité, aby neobsahovala vodu, která může zmrznout, nebo se vypařovat. Právě díky absenci vody snáší papírová baterie i extrémní teploty. Jelikož používaná sůl není toxická, je takový akumulátor šetrný k životnímu prostředí. Navíc je biokompatibilní, takže je možné implantovat jej jako zdroj napájení dovnitř lidského těla. S tím souvisí i možnost zvýšit energii baterie, nebo ji aktivovat, třeba pomocí potu. Tým už totiž úspěšně vyzkoušel, že papír může fungovat i bez solného elektrolytu - náhradou může být „přírodní elektrolyt“, který je v tělních tekutinách – krvi, potu a moči. Pochopitelně tím nejspíš nedosáhneme stejně dobrých vlastností, jako v případě speciální soli.
Materiál, který je pro výrobu papírových akumulátorů potřebný - tedy papír a uhlík, není drahý. V současnosti jsou uhlíkové nanotrubičky stále ještě exkluzivním zbožím, v budoucnosti se ale budou využívat stále častěji a měly by časem zlevňovat. Zatím také nikdo nevymyslel, jak realizovat hromadnou výrobu takového papíru. Ideálním řešením by byla možnost potisknout papír uhlíkovými nanotrubičkami podobně, jako se tisknou noviny.
Když se podaří hromadnou výrobu realizovat, nebude problém tisknout levné baterie či superkondenzátory. Tato technologie se ideálně hodí pro dnešní trh prahnoucí po elektronických zařízeních s malými a lehkými zdroji napájení.
Vynález už je ošetřený patentem, nyní vědci pracují na navýšení kapacity baterií a kondenzátorů a zkouší různé výrobní postupy. Autoři projektu bohužel zatím nezveřejnili konkrétní výsledky, kterých se podařilo dosáhnout, ani, to, jak je na tom novinka ve srovnání se současnými akumulátory.
Toho, že bychom notebook v případě, že dojde baterie na služební cestě, nakrmili štůčkem elegantních černých navštívenek, nebo napájeli PDA náplastí nalepenou na zpocená záda, se v blízké době asi nedočkáme. Ale v nepříliš vzdálené budoucnosti... K čemu všemu by se ještě dal využít takový papírový akumulátor, už nechám na vaší fantazii.
Zdroj: Rensselaer Polytechnic Institute
