Mini-Akkumulátor feszültség alatt

A chemnitzi és drezdai szakemberek mélyen meg vannak győződve a fent leírtak igazságtartalmáról, miután a szerencse rájuk mosolygott és megalkottak egy olyan eljárást, amellyel nagyon kis helyre sűríthető össze nagyon sok energia. Másrészről pedig az eljárás önműködő, és ezt szó szerint kell érteni, mivel az akku alapjául szolgáló anyagrétegek az okosan kigondolt eljárás miatt maguktól csavarodnak fel.  Ráadásul a módszer nem anyaghoz kötött, így tetszőlegesen változtatható a recept, ezzel együtt a teljesítmény, az energiahordozó jellemzői és nem utolsósorban az ára. Az kutatók optimizmusa tehát érthető.

Oliver Schmidt projektvezető, a TU Chemnitz munkatársa szerint kutatási eredményük öt éven belül már a piacon is elérhetővé válik, az áramforrás méretéből fakadóan elsősorban nanogépekben és számítógép-chipekben várja megjelenésüket.

A kereskedelemben is kapható áramforrások kicsinyítésének ez idáig volt egy fő akadálya: különböző rétegekből állnak, melyeket fel egymásba kellene göngyölíteni. Márpedig ez csak egy bizonyos rétegszám fölött működik. Schmitt és csapata a mechanikát hívta segítségül a probléma megoldására. Az eljárás során úgy rétegelnek egymásra fémes és nem vezető vagy csak gyengén elektromos vezető anyagokat, hogy azokban (mechanikai) feszültség ébredjen. A rétegeket ez után szabályozottan leválasztják a felépítésükhöz használt felületről, így azok a bennük lévő feszültség hatására maguktól göngyölődnek fel. „Olyan kompakt energiaegységek készíthetőek így, amelyek rendkívüli mennyiségű energiát képesek tárolni méretükhöz képest” - állítja a projektvezető.

Az anyagválasztásnál szinte csak a fantázia szab határt, fémek, műanyagok, fémoxidok de más anyagok is szóba jöhetnek. Ezen kívül leheletvékony, gyakran mindössze egy molekula vastag szigetelőrétegekkel jól befolyásolhatóak az energiaforrás tulajdonságai, így a felhasználási területhez hangolható az akku. Itt leginkább az áramleadás karakterisztikájára érdemes gondolni, például apró elektromotorok szakaszos meghajtásánál gyorsan kellhet nagy mennyiségű energia, de létezhet olyan felhasználás is, ahol folytonos, de kisebb intenzitású mozgásra van szükség, így kevésbé kell „kiélezni” az akkumulátort.

A felhasználási területe igen változatos lehet, a chipektől az autonóm mini robotokig szinte bármi szóba jöhet. Bevethető lesz továbbá „smart dust” vagyis intelligens por táplálására, amely fogalom miniatűr, alacsony fogyasztású mikro vagy nanoméretű elektro-mechanikus szenzorok rendszerét jelenti. Egy ilyen apró gép önállóan alkalmas környezetéből mérési adatokat gyűjteni, például hőmérsékletet, fényintenzitást, hangerőt, relatív páratartalmat, sebességet. „Smart”, vagyis értelmes attól lesz, hogy egymással folyamatos, vezeték nélküli kapcsolatban állnak a szenzorok, megosztják egymással az adatokat, az összegyűjtött információtömeg pedig bármelyik szenzoron keresztül kinyerhető az akár több hektáron is elterülő mesterséges és „értelmes” porhalmazból. Így lehetőség nyílik például forgószelek tanulmányozására, vagy akár vándormadarak, vagy más élőlények saját környezetében való megfigyelésére. Schmidt úgy látja, hogy ezen a területen különösen jól hasznosítható lehet csapatának találmánya, hiszen ha maga a gép akkora, mint egy porszem, az energiaellátást is ebben a dimenzióban kell megoldani.

Néhány kép Smart Dust témában:

A smart dust, vagyis az intelligens por egy angol Penny-hez és egy tollhegyhez viszonyítva. Az intelligens por minden bizonnyal ennél is kisebb lesz, az áramforrás már készen áll.

Légkör vizsgálatra alkalmas koncepciók.

Technische Universität Chemnitz http://www.tu-chemnitz.de

Ivicsics Miklós