Uštipnite mobil, nech sa dobije
Po šiestich rokoch intenzívneho výskumu vedci predstavili prvý nanogenerátor, ktorý by mohol nájsť využitie aj v skutočných produktoch. Nanogenerátor je ohybný čip, ktorý vyrába elektrickú energiu uštipnutím dvoma prstami.
V budúcnosti sa však počíta s miniatúrnymi generátormi, ktoré budú vyrábať elektrinu z bežnej chôdze či tlkotu srdca.
Úspechom je už aj to, že nanogenerátor, ktorý predstavili na konferencii Americkej chemickej spoločnosti, produkuje tisícnásobne viac energie so stonásobne vyšším napätím ako predchádzajúca generácia. Vďaka tomu by sa konečne mohol dostať z výskumných laboratórií do produktov každodennej spotreby.
„Toto je míľnik vo vývoji prenosnej elektroniky, ktorá bude poháňaná pohybom tela a nebude potrebovať ani batérie, ani elektrickú zásuvku,“ uviedol šéf výskumu Zhong Lin Wang z Georgia Tech. „Nanogenerátory zmenia životy ľudí. Ich využitie je limitované len našou predstavivosťou,“ vyhlásil. Na konferencii predstavil nanogenerátor, ktorý produkuje dosť energie na fungovanie LCD či LED displejov alebo laserových diód. Energia vzniká stlačením čipu medzi prstami.
„Ak sa podarí udržať súčasné tempo vývoja a inovácií, už čoskoro budeme mať nanogenerátory, ktoré budú poháňať energeticky náročnejšie zariadenia,“ uviedol Wang. Ako príklad uviedol smartfóny, ktoré by sa dobíjali chôdzou, pričom nanogenerátory by boli umiestnené v podrážke obuvi. Ďalším príkladom sú inzulínové pumpy pre diabetikov poháňané tlkotom srdca alebo environmentálne senzory a snímače s nanogenerátormi, ktoré vyrábajú elektrinu aj z jemného vánku.
Kľúčovým prvkom technológie nanogenerátorov sú nanodrôty z oxidu zinku. Zinkové nanodrôty sú piezoelektrické – vyrábajú elektrický prúd pri namáhaní alebo ohýbaní. Tento pohyb môže mať prakticky akýkoľvek zdroj. Či už je to chôdza alebo prúdenie krvi v žilách, vietor či krútenie kolies. Nanodrôty sú pritom extrémne tenké. Do ľudského vlasu by sa ich vedľa seba vošlo asi päťsto.
Wangov výskumný tím našiel spôsob, ako zachytiť a skombinovať elektrický náboj z miliónov zinkových nanodrôtov. Takisto našli efektívny spôsob, ako uložiť nanodrôty na ohybné polymérové čipy, z ktorých je každý veľký asi ako štvrtina poštovej známky. Päť takýchto nanogenerátorov dokáže vyrobiť tri volty energie, teda toľko, čo dve AA batérie.
„Tri volty a jeden mikroampér nie je veľa, ale je to oveľa viac, ako dokázali vyrobiť predchádzajúce nanogenerátory. Ak by ich bolo viac, mohli by dodávať energiu pre mobilné telefóny či notebooky,“ hovorí Wang. Podľa neho ďalším krokom bude zvýšiť výkon nanogenerátorov a nájsť firmu, ktorá ich bude vyrábať. Prvé nanogenerátory by sa mohli dostať na trh už o tri roky, aj keď spočiatku nájdu uplatnenie najmä ako pohon environmentálnych senzorov alebo senzorov na monitorovania infraštruktúry.