Nevoia de regularizare a încărcării bateriei în telefoanele mobile, laptop-uri şi alte terminale portabile poate fi eliminată în viitor, ţinând cont de ultimele dezvoltări realizate de unul dintre liderii fabricanţilor de circuite semiconductoare STMicroelectronics.
ST, care a fost multă vreme unul dintre cei mai mari furnizori de chip-uri semiconductoare folosite în telefoanele mobile, a anunţat că una dintre cele mai puternice echipe ale sale de cercetare a făcut progrese în dezvoltarea micuţelor “pile de combustie – fuel cells” – destul de mici pentru a putea încăpea în interiorul unui handset mobil – şi care să poată genera toată energia electrică necesară pentru a alimenta telefonul de la nişte ieftine şi uşor de găsit materiale organice.
O “pilă de combustie – fuel cells” este un dispozitiv care generează energie folosind reacţii electrochimice. În ultimii ani, a apărut un interes enorm pentru aceste pile de combustie deoarece acestea promit să furnizeze energie ieftină şi “curată”. Deşi mare parte din această muncă desfăşurată în zona tehnologiei de realizare a celulelor de combustie se datorează aplicaţiilor industriei auto, cercetătorii ST au investigat modul de înlocuire al bateriilor reîncărcabile utilizate în telefoanele mobile de către aceste mici celule de combustie ce pot fi reîncărcate precum sunt reîncărcate brichetele pentru ţigarete.
Utilizând “pilele de combustie – fuel cells” în locul bateriilor, telefoanele vor deveni mai uşoare şi mult mai simplu de folosit atât timp cât reîncărcarea lor se face aşa de simplu şi uşor. Suplimentar, vor fi aduse astfel beneficii mediului ambiant deoarece lichidul poate fi obţinut din substanţe organice, iar în procesul de producţie se foloseşte cel mai mult apa şi foarte puţin bioxid de carbon produs prin arderea substanţelor organice”, spune Dr. Salvo Coffa, şeful echipei Corporate Technology R&D care cercetează tehnologia micro-celulelor de combustie.
Modul în care lucrează o asemenea celulă îl reprezintă interacţiunea chimică dintre hidrogen şi oxigen pentru a produce apa, căldura şi energia electrică. Tipic, o celulă conţine o pereche de electrozi (anodul şi catodul) separaţi printr-o membrană ce permite protonilor (ionilor de hidrogen) să treacă prin membrană, dar nu şi curentului electric. În plus, catalizatorii precum platina sunt folosiţi să crească viteza de reacţie şi de asemenea, nivelul/cantitatea de energie electrică produsă.
Problema principală în aplicarea conceptului celulelor de combustie în telefoanele mobile este că sursa de putere (bateria sau celula) trebuie să fie aptă să livreze un curent electric de aproximativ 300mA la 3.6V şi să nu ocupe un volum mai mare de 12 centimetri cubi. Mai mult, curentul de ieşire furnizat de o celulă este direct proporţional cu mărimea suprafeţei comune dintre electrozi şi membrană; pentru a obţine un curent de 300mA folosind tehnologia convenţională a celulelor de combustie, mărimea necesară a suprafeţei este de aproximativ 60 centimetri pătraţi, mult prea mare decât spaţiul disponibil dintr-un telefon mobil.
ST a făcut paşi importanţi în dezvoltarea noilor tehnologii pentru ca pilele de combustie să poată fi implementate ca structuri 3D; acestea vor conţine mii de microcanale care să maximizeze suprafaţa de contact dintre gaze, catalizatori şi electrozi.
Cercetătorii ST au reuşit de asemenea, fabricarea unor staturi speciale “nanoporoase” formate dintr-un strat de siliciu care conţine milioane de pori fiecare măsurând doar câţiva nanometri în diametru. Mica dimensiune a porului dă stratului o foarte mare suprafaţă de contact crescând astfel eficienţa catalizatorilor. În plus, echipa ST lucrează cu Universitatea din Naples pentru a dezvolta noi membrane ce prezintă o mare conductivitate a protonilor şi un cost foarte mic în comparaţie cu materialele membranelor disponibile astăzi.
“ST doreşte să cerceteze noi tehnologii care ar putea ajuta la micşorarea impactului produselor industriale şi de consum asupra mediului. Cu toate că este încă multă muncă de făcut înainte ca aceste dezvoltări să poată fi integrate în tehnologia comercială, noi suntem foarte entuziasmaţi de potenţialul lor” a continuat Coffa.
Munca ST în dezvoltarea noilor micro-celule este parţial suportat de National Research Project care este foarte preocupat în dezvoltarea acestora pentru utilizarea lor în aplicaţiile portabile electronice aşa cum sunt implicate deja câteva institute italiene (CNR-IMM, CNR-ITAE, CNR-ITS şi Pirelli labs). În acest proiect, ST conduce şi coordonează activităţile cu privire la fabricarea şi integrarea micro-celulelor de combustie.
www.st.com