Aktuální vydání

celé číslo

06

2024

MSV 2024

celé číslo

Keramické palivové články pro mobilní spotřebiče

číslo 10/2006

Keramické palivové články pro mobilní spotřebiče

Zajistit dostatečně dlouhou dobu provozu bez připojení k elektrorozvodné síti je klíčovým problémem při používání nejenom notebooků, ale také videokamer, digitálních fotoaparátů, přehrávačů MP3 atd. Nepříjemné starosti s napájením mobilních elektrických spotřebičů by měly odstranit malé a levné palivové články. Potíž je v tom, že přes všechny sliby vývojářů zatím není komerčně dostupný žádný miniaturní palivový článek vhodný pro každodenní použití. Podle názoru dr. Michaela Steltera z Fraunhoferova ústavu pro keramické technologie a systémy (Institut für Keramische Technologien und Systeme – IKTS) v Drážďanech je jedním z důvodů skutečnost, že se tyto maličké zdroje energie dosud musí sestavovat ze stovek filigránských součástek, což znamená nákladný vývoj a drahou výrobu. Pracovníci ústavu proto šli zcela novou cestou a jako výchozí materiál pro palivový článek použili speciální keramiku známou jako LTCC (Low Temperatured Cofired Ceramic). Materiál je již delší dobu úspěšně používán v polovodičovém průmyslu jako substrát pro čipy a další mikroelektronické součástky.

Obr. 1.

Obr. 1. Integrovaný keramický palivový článek je spolehlivý, malý a levný (zdroj: Fraunhofer IKTS)

Odborníkům z ústavu IKTS se podařilo relativně levným výrobním postupem do keramického materiálu zabudovat přídavné, neelektronické funkční prvky palivového článku. Přitom využili skutečnosti, že v materiálu LTCC lze požadované struktury vytvořit nejenom na povrchu keramického tělíska, ale i v jeho vnitřku. Takto vzniklý integrovaný keramický „mikropalivový„ článek je současně doslova protkán malinkými kanálky pro transport pracovních médií uvnitř článku (obr. 1).

Technologie výroby palivových článků z materiálu LTCC je nejen jednoduchá a levná, ale také spolehlivá a zaručující velkou výtěžnost. Je tedy vhodná pro předpokládanou hromadnou produkci. Další výhodou je, že palivový článek na bázi LTCC může využívat různé druhy nosičů energie – v prvé řadě vodík a methanol, ale také netradiční látky jako např. kyselinu mravenčí, která je sice velmi dobrým zdrojem energie, ale běžné palivové články zničí. Keramika je proti ní odolná. Odborníci z ústavu IKTS uvádějí novou generaci integrovaných mikropalivových článků do života ve spolupráci s několika německými průmyslovými podniky, které již nyní připravují s využitím LTCC jiné produkty, jež mají být uvedeny na trh ještě před mikropalivovými články. Jsou to např. velmi malé (trpasličí) senzory tlaku s integrovanou elektronikou nebo měřicí čidla pro biochemickou analýzu.
[Informace pro tisk Fraunhoferovy společnosti, č. 8/2006 – Thema 2.]

Kab.