Zvětšit obrázek

Součástky mirkoturbíny v konfrontaci se čtvrťákem.

Když pomineme záhadné „bagdádské baterie“, jsou baterky, čili zařízení skladující chemickou energii a produkující elektřinu vlastně docela mladý vynález. Bagdádské baterie pocházejí z doby v intervalu mezi lety 250 př.n.l. až 640 n.l. a dle některých interpretací dělaly elektřinu. Celé je to ale docela pochybné a dodnes není příliš jasno, co to bylo a k čemu se to tehdy používalo. Proto stálé zůstává sláva za objev baterie v Itálii, kde se jím pyšní oblíbenec císaře Napoleona Alessandro Volta.

Zvětšit obrázek

Voltův sloup, první galvanický článek obdivovaný Napoleonem.

Od roku 1800, kdy Volta sestavil oficiálně první funkční baterii – Voltův sloup – se svět převrátil naruby. Přes veškerý technologický pokrok jsou ale právě baterie stále v podstatě stejné. Princip baterií je velmi jednoduchý a praktický, ale leží na něm prokletí fyzikálních limitů bránících dalšímu vývoji. Ve stávající podobě už není cesty dál. Je to docela zvláštní pocit, jsme spíš zvyklí podobné překážky prorážet hlavou a pohrdavě odhazovat stranou. Baterky nás ale momentálně srážejí do kolen. Po celém světě se energicky bádá na tom, aby lidstvo mohlo do svých mp3 playerů strkat něco důstojnějšího, něco co vydrží hrát déle a co bude zároveň lehké a levné. Baterky jsou excelentní výzvou naší vynalézavosti, protože už není možné vylepšovat. Musí se najít něco úplně jiného.

Mezi průběžně nejsledovanější pracoviště v tomto odvětví výzkumu patří spolupracující laboratoře na MIT – Gas Turbine Laboratory, Microsystems Technology Laboratories a Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems. Vyvíjejí zázračný stroj – miniaturní tryskovou turbínu. Je to opravdu výzva. Motor dopravního letadla velikosti mikročipu, který si v budoucnu možná dáte do notebooku nebo do mobilu a pak na něj úspěšně zapomenete, protože v porovnání s dnešními bateriemi vydrží skoro věčně. Tým badatelů z MIT vypouští průběžné zprávy už několik let, teď se ale zdá, že se zdárně prokousávají k funkčnímu prototypu.

Zvětšit obrázek

Průřez slavnou bagdádskou baterií. Vědci se v tomhle případě zatím úplně neshodli.

Trysková mikroturbína potřebuje maličký kompresor, spalovací komoru, otáčivou turbínu a spoustu dalších maličkých součástek. Je jasné, že vymýšlet přesnou kopii velkých turbín se všemi jejich sváry a nýty asi nebude to pravé. Mikroinženýři z MIT vynalézají mikroturbínu ze šesti propojených křemíkových destiček. Každá z destiček je vlastně jeden jediný krystal s perfektně uspořádanými atomy a je tudíž extrémně tvrdá. Badatelé se učili u výrobců mikročipů a snaží se vytvořit co nejúspornější výrobní postup, při kterém se produkuje větší množství komponent na jedné velké křemíkové desce. Ta se posléze přesně rozdělí na jednotlivé komponenty.

Zvětšit obrázek

Tryskový motor dopravního letadla. Mágové z MIT ho zmenšují na velikost mince.

K dnešnímu dni už v MIT vyrábějí všechny potřebné součástky a každá z nich sama o sobě dobře funguje. Ve spalovací mikrokomoře se spaluje směs paliva a vzduchu při teplotě blízké bodu tání oceli. Lopatky mikroturbíny se točí rychlostí 20 000 otáček za vteřinu, což je 100 krát rychleji, než turbíny tryskových letadel. Mikrogenerátor udělá 10 wattů, mikrokompresor stlačuje vzduch a mikrochladič chladí. K mikroturbíně zbývá poslední krok – sestavit všechny tyhle součástky dohromady tak, aby fungovaly společně. Vědci z MIT to plánují do konce letošního roku. Podle nich je vynalézání mikroturbíny překvapivě zábavné a navíc snadné, když jsou tam spolu zavřené světové špičky v klíčových technologiích využívaných během projektu.

Budoucnost, jak se zdá, patří mikroelektromechanickým systémům. Můžeme se těšit na mikroturbíny velikosti amerického čtvrťáku (což je přibližně 24 mm v průměru a výška 2 mm), k nimž se budou přikupovat palivové články rozměrů dnešních tužkových baterií. Mikroturbíny mohou jet na zemní plyn, propan, naftu, kerosen nebo třeba zeleně na bioplyn. S takovými vynálezy bude naše civilizace zase o něco veselejší.

Prameny: MIT, Wikipedia