Batéria na princípe naťahovacieho autíčka má mať veľký potenciál

Vedci z Centra materiálových vied Queensland University of Technology úspešne namodelovali mechanickú batériu, ktorá funguje na podobnom princípe ako stlačená pružina či detské naťahovacie autíčko. Na ukladanie a uvoľňovanie mechanickej energie sa však využívajú zväzky diamantových nanovlákien.

Diamantové nanovlákna sú kolekciou ultratenkých jednorozmerných uhlíkových vlákien, ktoré ukladajú energiu, keď sú skrútené alebo napnuté. Pri ich skrúcaní/navíjaní dochádza k akumulácii energie, podobne ako pri naťahovaní detského autíčka „na kľúčik“. Pri ich uvoľnení sa uvoľní aj energia, pričom v prípade spomínaného autíčka ho táto energia uvedie do pohybu.

Veľkou výzvou však ostáva vyrobiť fyzický model a príslušný riadiaci systém, ktorý dokáže regulovať energiu nanovláknových zväzkov podľa potrieb. Vedecký tím zistil, že zväzok diamantových nanovlákien dokáže uložiť 1,76 MJ energie na 1 kg, čo je v 4 až 5 rádoch viac ako v prípade bežnej oceľovej pružiny a 3-násobne viac ako u „chemických“ li-ion batérií.

„Nekonečné“ možnosti využitia

Využitie tejto technológie na ukladanie energie by mohlo byť podľa Dr. Haifeia Zhana z Queensland University of Technology v podstate „nekonečné“. Hodí sa pritom obzvlášť tam, kde sa vyžaduje vysoká energetická hustota a bezpečnosť. Zrejmé má byť využitie napr. v leteckých a aerokozmických aplikáciách.

Všeobecné využitie Zhan vidí v rámci batérií/akumulátorov, prenosových vedení novej generácie, emisií elektrónových polí, inteligentných textílií či štrukturálnych kompozitov – napr. stavebných materiálov. Spomínajú sa aj zaujímavé konkrétne veci ako implantované biomedicínske snímacie systémy pre monitorovanie činnosti srdca a mozgu, malá robotika či elektronika.

Zatiaľ sme len na začiatku

Zhan a jeho vedecký tím teraz plánujú výrobu experimentálneho mechanického energetického systému v nanomierke, aby dokázali funkčnosť svojej koncepcie. Počas nasledujúci 2 až 3 rokoch sa budú zaoberať budovaním riadiaceho mechanizmu pre systém na ukladanie energie, ktorý bude ovládať navíjanie a napínanie nanovláknového zväzku.

Zdá sa teda, že ak sa aj preukáže predpokladaná funkčnosť a širokospektrálna využiteľnosť „diamantovej mechanickej batérie“, potenciálnej komercializácie sa zrejme tak skoro nedočkáme. Každopádne by mohlo ísť o započatie projektu s obrovským potenciálom. Vedcom z austrálskej univerzity preto držíme palce.

Zdroj: Nature Communications via Phys

SÚVISIACE ČLÁNKY:
Umelá inteligencia pomáha vedcom na ceste k lepším batériám
Tesly by mohli mať „chemický predlžovač dojazdu“. Vďaka hybridnej batérii
Dôležitá časť batérií sa dá vyrobiť z PET fliaš pomocou „mikrovlnky“, tvrdia vedci