Kup pan cegłę. Jeśli bateria w laptopie padnie, to będzie jak znalazł
Cegła. Średniej wielkości prostopadłościan uformowany zazwyczaj z gliny i piasku. Powszechnie znana jako materiał budowlany, mniej oficjalnie – broń obuchowa bądź miotana. Tymczasem badacze z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis przekonują, że może być także świetną baterią.
Pomysł, przedstawiony przez dr. chemii Hongmina Wanga i jego zespół, tylko z pozoru wydaje się irracjonalny. Fakt jest natomiast taki, że uwarunkowania fizykochemiczne za nim przemawiają.
Jedne z glin wykorzystywanych do produkcji cegieł, skądinąd najpopularniejsze w Polsce, to tzw. gliny żelaziste, czyli zawierające w sobie związki żelaza. A te ostatnie są jednocześnie dość popularnym składnikiem baterii chemicznych. Sama cegła natomiast ma porowatą fakturę, przez co relatywnie duża jest jej powierzchnia oddziaływania z ewentualną powłoką.
Zespół zauważył, że ogrzewając cegłę w naczyniu z kwasem solnym i pewnym organicznym monomerem znanym naukowo jako 3,4-etylenodioksytiofen, w skrócie EDOT, można utworzyć na całej jej powierzchni ciągłą i przewodzącą elektrycznie warstwę. Technicznie rzecz biorąc, kwas częściowo rozpuszcza cegłę, uwalniając atomy żelaza, przez co cząsteczki organiczne zaczynają tworzyć łańcuchy polimerowe. Tak powstaje i osadza się poli(3,4-etyleno-1,4-dioksytiofen), aka PEDOT. Polimer przewodzący prąd elektryczny.
Wystarczyło wziąć dwie takie cegły (a można dowolną liczbę i łączyć szeregowo lub równolegle) i połączyć elektrolitem żelowym niczym zaprawą murarską. A później jeszcze pokryć wszystko żywicą epoksydową w celu zapewnienia ochrony przed czynnikami zewnętrznymi, choć to już krok opcjonalny. I cyk, zasilanie gotowe.
Jak czytamy w abstrakcie, zastosowanie dwóch minicegieł o rozmiarze kostki cukru pozwala zasilić diodę LED przez ok. 11 min. Zanim napięcie spadnie z wyjściowego 2.7 V do mniej niż 2.5 V, czyli poniżej wymaganego minimum. Ściana wzniesiona z klasycznych cegieł budowlanych to z kolei ok. 1.6 Wh na metr kwadratowy. Załóżmy, że altanka działkowa ma cztery takie ściany o powierzchni 15 m² każda, razem 60 m². Prosty rachunek daje 96 Wh, a więc podobnie jak akumulatory topowych obecnie notebooków.
Wydajność nie jest więc spektakularna, delikatnie ujmując. A jest też inna, choć głównie estetyczna, niedogodność. PEDOT, jako polimer polimer elektrochromatyczny, wskutek przepływu prądu zmienia swoją barwę. Cegła czernieje. Trudno w związku z tym wyobrazić sobie jakąś masową popularyzację odkrycia dr. Wanga, ale w charakterze ciekawostki – bardzo fajne.
