Akumulátory: současnost a nejistá budoucnost plná šíleností

Nezáleží na tom, jestli jste s používáním telefonu začali před měsícem nebo v éře přístrojů NMT. Postihlo to už prakticky každého. Stačí nějaká nepředvídatelná událost, vynechání jediného nabíjení a drahý přístroj se v okamžiku promění v nepotřebné závaží. A obvykle v situaci, kdy potřebujete něco nutného vyřešit. Nehledejte za tím Murphyho zákony, slabá baterie jen nezvládne vyšší odběr.

A zatímco u telefonů samotných probíhá každoročně masivní navyšování výkonu a přidávání nových funkcí, u baterií se tak nějak přešlapuje na místě. Ano, i zde probíhá výzkum a vývoj a proudová hustota pomalu roste. Kapacita baterií však stále nedostačuje současným potřebám. Kdyby to byla otázka jen mobilů, tabletů a notebooků, bylo by to ještě dobré. Na změnu však netrpělivě čeká daleko více vědecko-technologických oborů, které jsou bez kvalitního mobilního zdroje stále jen na pomezí sci-fi a skutečnosti. Za všechny jmenujme například elektromobily, které jsou se současnými dojezdy spíše jen hračkou pro velké kluky.

I přesto, že je poptávka enormní, schválně, na jaké velké změny v této oblasti si vzpomenete? Ti zkušenější mohou mít ještě v hlubinách mysli vzpomínky znatelného přechodu z NiCd akumulátorů na NiMH, poměrně vzdálený je i přechod na Li-Ion a Li-Pol baterie. Minimálně posledních deset, patnáct let jako by přísun inovací vyschnul. O to aktivnější jsou ale tisková oddělení, a tak je mnohdy těžké odlišit sny zneuznaných autorů sci-fi pracujících v PR od skutečnosti. Pojďme se ale podívat na některé cesty, kterými by se mohl vývoj v budoucnu ubírat.

Nové materiály

Po přečtení předchozích odstavců vypadá následující krok velmi jednoduše. Změnit látky, které chemickou reakcí produkují energii za nějaké jiné – ta správná kombinace podpořená řádně podanými patenty by vás rázem mohla katapultovat mezi nejbohatší lidi světa. Pokud ale hledáte ve skříni zkoušečku, abyste se mohli pustit do domácího experimentování, je zde ještě pár věcí, které byste měli zvážit.

V první řadě potřebujete vytvořit něco, co je levné a nenáročné na výrobu. Ačkoli jsou baterie Li-Pol po všech stránkách kvalitnější než Li-Ion a své dětské nemoci překonaly brzy po svém uvedení, jejich nasazení do praxe trvalo poměrně dlouho. A ani dnes není jejich nadvláda absolutní a Li-ion baterie stále spolehlivě dominují. Pokud tipujete, že důvodem je cena, pak tipujete správně.

Ze stolu tak padají všechny návrhy, při kterých by se například na Marsu podařilo objevit nějakou novou substanci s požadovanými vlastnostmi. A i při výrobě z dostupnějších materiálů musíte brát ohledy na ekologii. Zmenšit jaderný reaktor na velikost krabičky od zápalek by mohl být dobrý nápad, ale problémy s vyhořelým palivem by asi kdekoho odradily.

Proto se snahy vědců upírají směrem, který už všichni dobře známe a používáme. Ke štěpení složitých látek na jednodušší, za vzniku neškodných odpadních produktů a čisté energie dochází v našich tělech dnes a denně a každé malé dítě ví, že hlavním zdrojem energie je v tomto případě obyčejný cukr.

Podobně postupují i vědci na Technické univerzitě ve Virginii. Jako základ si berou maltodextrin, polysacharid získaný běžnou hydrolýzou škrobu. Pomocí enzymové kaskády z něj dokáží energii uvolňovat postupně a jsou si svými pokroky tak jistí, že slibují běžné nasazení do praxe už během tří let.

Podobnou cestou se vydávají i inženýři Sony, kteří jako zdroj energie využijí celulózu, což je princip, kterého využívají například mravenci nebo termiti. A podobně nadšeně se jednu dobu mluvilo i o využití metanolu, případně jiných alkoholů.

Zkrátka, pokud budete hledat dostatečně dlouho, najdete spoustu vědeckých týmů, které zkoumají nějaký méně či více obvyklý materiál, jenž má během několika let změnit způsob, jakým poháníme svá elektronická zařízení. Všichni jsou si naprosto jisti světlou budoucností, ale i při nejvyšší námaze se jim podaří dosáhnout „jen“ nějakého zajímavého alternativního zdroje energie.

Všechny tyto týmy mají překvapivě dobře zpracovanou propagaci svého snažení, jako například tato japonská společnost, která slibuje doslova zázraky při použití baterií vyráběných z bavlny.

Do skeptikovy mysli se tak oprávněně dere otázka, zda jsou všechny takto halasně oznamované úspěchy skutečné, anebo se jedná jen o chytrý způsob, jak například navýšit cenu akcií nebo získat grant. A tak se mezi materiály, které by měly pohánět zařízení, objevují kupříkladu takové obskurnosti, jako je lidská moč.

Přesto nad těmito pokusy, které mnohdy spíše vypadají jako experimentování v alchymistické dílně za dob Rudolfa II., dva vyčnívají natolik, že i u zarytých skeptiků vyvolávají alespoň mírnou pozornost.

Jedním z nich je grafen, což jsou velmi tenké vrstvy uhlíku v kombinaci s křemíkem a lithiem. Více o této technologii si můžete přečíst zde. Povšimněte si rovněž, že v článku z podzimu roku 2011 se zmiňuje termín pěti let. I když to asi bude trvat déle, tato technologie zatím budí největší naděje: nepoužívá exotické materiály, nanotechnologie potřebné při výrobě budou časem zlevňovat a hlavně zde vědci nelíčí vše v růžových barvách, ale otevřeně přiznávají i zatím největší nedostatek: nízký počet nabíjecích cyklů.

Ve stejné době, tedy na sklonku roku 2011, vyvolal pozdvižení patent společnosti Apple, který sliboval systém vodíkových palivových článků, anebo použití nového kovu s názvem Liquidmetal. Spojení věhlasné značky s racionálně znějícími nápady slibovalo, že by už třetí generace iPadu mohla vydržet v provozu několik týdnů. Jak to je ale ve skutečnosti dopadlo, víme všichni sami. Opět musíte hledat nabíječku každý večer.

Nové postupy

Správného vědce ale nějaká slepá ulička, ve které se jeho obor ocitl, nemůže a nesmí rozhodit. V takové chvíli je čas na přístup nazvaný jako „thinking outside the box“.

Prvním plodem takovéhoto procesu je zcela logický nápad snížit spotřebu zařízení. Při neustále rostoucích nárocích na paměť, výpočetní kapacitu a přenosové rychlosti je to ale svízelný problém. Supravodivost při pokojové teplotě za použití dostupných materiálů totiž také stále čeká na své objevení.

Tak trochu projevem zoufalství jsou aplikace, někdy i vestavěné přímo do systému, které omezují připojení k síti nebo běh různých komponent systému ve chvíli, kdy je nepotřebujete. Nějaký účinek mít mohou, ten placebo určitě, ale v principu jsou stejně tak k smíchu jako majitel supersportu, který jezdí schválně velmi líně a pomalu, aby ušetřil za benzín.

Nicméně už samotné uvědomění si faktu, že spotřeba zejména u telefonů není lineární, otevírá nové cesty, kudy by se mohl vývoj ubírat. Jak by to mohlo vypadat v praxi, naznačil nedávno Ranveer Chandra z Microsoftu. Ten svou vizi pojmenoval jako „vícejádrové baterie“. V jednom fyzickém balení by byly dva různé akumulátory. Jeden optimalizovaný pro nízký odběr ve standby režimu, druhý pro vysokou zátěž. Výhodou je, že něco takového by nemuselo být drahé ani složité, a přesto by to mohlo zvednout průměrnou délku výdrže o 20 až 50 %.

Výstřely do tmy

Situace okolo hledání kvalitního zdroje energie anebo alespoň optimalizování spotřeby v mnohém připomíná jarmark. U jednotlivých stánků stojí slovutní výrobci elektroniky a hlasitě vykřikují, co by chtěli udělat a čím větší hloupost zakřičí, tím větší dav se seběhne.

Za všechny jmenujme například jeden případ z našeho archivu. Samsung už v roce 2007 sliboval vodíkový generátor, kterému by stačila k provozu čistá voda. Stát se tak mělo v roce 2010. Při pohledu na datum v kalendáři nás napadají dvě možnosti, jak to dopadlo. Zástupci firmy si hodně vymýšleli, anebo měli naopak úspěch a všechny lidi zainteresované do projektu dostali zabijáci najatí petrochemickými kartely. Vyberte si.

V naději, že telefon vydrží alespoň o něco déle, jsou lidé schopni utrácet za opravdu podivné věci. Všichni kupříkladu známe náhradní zdroje, z nichž se některé chlubí velice nezbytně vypadající funkcionalitou solárního nabíjení. Představa něčeho takového je jistě lákavá, ale pokud se najde někdo, kdo takovýmto způsobem svůj telefon smysluplně nabíjí, ať se prosím ozve v diskusi.

Pokud totiž bude svůj experiment schopen doložit, asi ho čeká světová sláva. Něco podobného se nepovedlo ani Nokii, ale přesto se na trhu objevují nové a nové telefony, které takovou schopnost nabízejí. Například tento za nějakých 100 000 korun. No nekupte to.

Ovšem solární nabíjení působí ještě docela racionálně ve srovnáním s tímto kusem příslušenství, které slibuje nabíjet baterii telefonu prostřednictvím síly větru. Jeho případným uživatelům přejeme hodně trpělivosti.

Není snadných řešení

Svět mobilních zařízení a jejich hledání nových cest je jistou zmenšeninou skutečného světa, který rovněž prahne po nových a efektivních způsobech, jak získávat a skladovat energii.

Vedle mnoha šarlatánských nebo záměrně lživých cest tu existuje i spousta racionálně vypadajících a slibných řešení. Ovšem pouze na papíře. A tak zatímco lidstvo ve velkém spaluje fosilní paliva, mobilní telefony stále živí technologie mající základy v sedmnáctém století. A ačkoli by v obou dvou oborech byl už nějaký ten pátek čas na nějakou revoluční změnu, namísto toho se musíme spokojit jen s drobnými evolučními krůčky. A čekání na zvrat připomíná ono pověstné čekání na Godota, které je plné absurdních nápadů a situací.

Zdroje: pri.org, digitaltrends.com, powerjapanplus.com, arstechnica.com, technologyreview.com