Prototyp zombie fotovoltaického článku. Kredit: Hannes Michaels.

Připojení k internetu vyžaduje energii. V dnešní době to znamená připojení k síti anebo vložení baterií. S příchodem Internetu věcí, který by měl připojit prakticky vše k internetu, se ohromně navýší poptávka po bateriích. Což bude problém, z celé řady důvodů. Jak ve svém textu pro The Conversation zmiňuje Marina Freitag z britské Newcastle University, už teď například průměrná britská domácnost ročně spotřebuje 21 baterií různého druhu. Absolutní většina z nich přitom skončí na skládce.

Marina Freitag. Kredit: M. Freitag.

Freitag s kolegy proto navrhují jiné řešení. Vyvíjejí indoorovou fotovoltaiku. Pracují na pozoruhodném novém typu chytrého fotovoltaického článku, který se dovede přizpůsobit množství dostupného světla tak dobře, že funguje i v místnostech. Jejich výzkum je založený na překvapivém objevu, podle něhož jisté solární články pracují lépe, když jim vyschne kapalný elektrolyt. Kvůli tomu jim Freitag a spol. přezdívají „zombie články“ (zombie cells).

Tyto články jsou vlastně novým typem takzvaného Grätzela článku (nebo též „barvivem senzitizovaného článku“, anglicky dye-sensitized solar cell). Obecně fungují tak, že zachytávají světlo na barvivem fotosenzitizované polovodivé anodě, po čemž následuje regenerace barviva kapalným elektrolytem. Když ale v Grätzelově článku vyschne elektrolyt, tak obvykle přestane pracovat. Nicméně, nedávno vyšlo najevo, že když je elektrolyt článku založený na komplexech mědi, tak po vyschnutí elektrolytu funguje lépe než předtím.

K objevu došlo náhodou a stále není jasný mechanismus této pozoruhodnosti. Freitag a její spolupracovníci se to snaží objasnit a zároveň tuhle technologii stále vylepšují. Nejnovější generace zombie článků běží i na umělém osvětlení v místnostech. Podobně jako pokojové rostliny se dovedou přizpůsobit a využívají nejvíce energetické oblasti spektra záření, které mají k dispozici.

Newcastle University, logo.

Fotovoltaičtí zombíci přeměňují energii s účinností cca 30-34 procent, i když jsou vyrobené ve velikosti kreditní karty nebo třeba chytrého telefonu. Ve skutečnosti jsou tak výkonní, že jeden zombie článek za pár dní vytěží energii odpovídající běžné baterii.

Freitag a spol. spolupracují s týmem, který vede Alessio Gagliardi z německé techniky Technical University of Munich, na vývoji „chytrých zombíků“ (smart zombies). Jsou to bezdrátová zařízení vybavená umělou inteligencí, která dovedou vysoce účinně těžit energii z indoor osvětlení. S touto energií úsporně hospodaří a zároveň podporují Internet věcí, pokud jde o komunikaci, senzory a zpracování dat.

Zombie články a chytří zombíci jsou zatím na úrovni laboratorních prototypů. Freitag s kolegy ale předpokládají, že by je v dohledné době mohli vypustit na trh, kde určitě rychle prosadí. Dočkáme se Zombie internetu věcí (ZIoT)?

Video: SEPV18: Marina Freitag

Literatura

The Conversation 12. 5. 2020.