Električna vezja / zanimivosti
Plastične baterije
Baterije so težke. Vsakdo,
ki je kdaj nosil naokoli prenosni računalnik ali video kamero, lahko to potrdi.
Pri velikem številu uporab, od satelitske do vojaške opreme, pa teža baterij
ni le nepraktična, ampak resno omejuje tehnične možnosti opreme. Raziskovalci
pri Univerzi Johna Hopkinsa so razvili obetajočo rešitev: baterijo, ki je
v celoti izdelana iz plastike. Še nekaj let nazaj se je zdela taka naprava
nemogoča. Toda marca letos je Joseph J. Sutter iz Laboratorija za uporabno
fiziko predstavil prvi primerek take baterije ameriškemu vojaškemu letalstvu,
ki je sponzoriralo raziskave. Baterija lahko eno uro napaja prenosni radijski
oddajnik.
Pri razvoju baterije, ki je v celoti narejena iz plastike, so morali premostiti
precej tehničnih ovir. Najbolj očitno oviro predstavlja dejstvo, da so običajne
plastične mase električni izolatorji. To je mogoče spremeniti z vgradnjo "dopantov"
v nekatere tipe polimerov. Dopanti so snovi, ki jih v zelo majhnih količinah
primešajo v polimer. V molekularno strukturo polimera se dopanti vgradijo
kot negativni ioni (npr. jod), ki prispevajo proste elektrone, ali kationi
(npr. natrij, litij) s primankljajem elektronov, pri čemer v molekularni strukturi
nastanejo vrzeli, torej pozitivno nabita mesta. V obeh primerih, tako pri
dopiranju s pozitivnimi kot tudi z negativnimi ioni, postane polimer dober
električni prevodnik.
|
Pred
približno desetimi leti so izdelali dopirani polimera imenovan polipiroli,
ki se uporablja v komercialnih baterijskih celicah v kombinaciji s kovinskimi
elektrodami (litij). Toda baterije narejene v celoti iz polipirola niso
uporabne, ker ne dajejo dovolj visokih napetosti. Nedavno sta Theodor O. Poehler in Peter C. Searson iz Univerze Johna Hopkinsa izdelala baterijske celice, zložene v obliki sendviča, ki dajejo do treh voltov napetosti. Baterijske celice je mogoče ponovno napolniti. Za elektrode sta uporabila skrbno izbrane kombinacije različnih plastičnih mas imenovanih fluorofeniltiofeni. Posamezne elektrode povezuje med sabo polimerni gel, dopiran z borovo spojino. Celice lahko shranijo več električne energije na gram teže kot svinčene ali nikel kadmijeve celice, vendar pa še vedno ne toliko kot litijeve baterije. Toda baterije brez kovinskih delov so bolj varne in okolju prijazne kot baterije, ki vsebujejo svinec, kadmij ali litij. |
|
Druga prednost plastičnih
baterij je v tem, da jih je mogoče poljubno zvijati. To pomeni, da jih je
mogoče veliko lažje vgraditi. Eden prvih demonstracijskih projektov predvideva
uporabo teh batrerij v kombinaciji s sončnimi celicami pri sprejemniku prenosnega
sistema za globalno satelitsko pozicioniranje, ki bo namenjen popotnikom.
Predvideno je, da bodo v naslednjem letu te baterije vgradili v satelit in
jih testirali v orbiti. Plastične celice želijo vgraditi celo v govoreče papirnate
vrečke za hamburgereje.
Plastične baterije pa imajo tudi nekaj slabih strani. Za optimalno poljenje
potrebujejo posebno elektroniko. Biti morajo hermetično zaprte, kar je zahtevalo
precej truda pri razvoju komercialno uporabnega izdelka. Poleg tega bi lahko
teroristi izkoristili take baterije za izdelavo pisemskih bomb, ki jih ni
mogoče opaziti z rentgenskimi žarki. Zato so v vse dosedaj izdelane baterije
namenoma vgradili kovinsko mrežo, da jih je mogoče zaznati z detektorji za
kovine.
Kljub tem oviram lahko kmalu pričakujemo velik komercialni razmah takih baterij.
V razvoju pa so še novi plastični materiali, ki zmorejo shraniti tudi do dest
krat več energije kot fluorofeniltiofeni.
 |
 |
 |
 |
 |
|||
| E-mail:iztok.arcon@p-ng.si
|
|||
GRADIVO
Povzetek