Solární články budeme tisknout

Nejsou skoro vidět a téměř nic neváží. Když jednotka dostane rozkaz k přesunu, stany se srolují a složí spolu s články za několik minut. Velení americké armády zde zkouší nový výrobek společnosti Konarka Technologies z Massachusetts.

Americko-německo-rakouská společnost Konarka se zabývá vývojem solárních článků. Její produkt by měl nahradit klasické masivní, málo účinné a přitom drahé fotovoltaické panely.

Nebojte se rizika

Slunce v průběhu jedné hodiny vyšle na Zemi tolik energie, že by stačila pokrýt globální spotřebu na celý rok. Více než dvě miliardy lidí na světě přitom nemají přístup k elektrické energii. Zvláště v rozvojových zemích by využití levných solárních článků mohlo přinést pokrok i do těch nejzapadlejších vísek. Vše závisí na ceně a možnosti snadné instalace.

Základem nové technologie je objev Alana Heegera, nositele Nobelovy ceny za chemii z roku 2000, který problematice věnoval desítky let výzkumů. Podařilo se mu vytvořit čtvrtou generaci polymerních materiálů.

Polymer je látka sestávající z jednoduchých molekul, monomerů, které se spojují do řetězců. V řetězcích jsou v tak velkém počtu, že se řada chemických a fyzikálních vlastností látky nezmění, když se nějaká jednotka řetězce přidá nebo odebere.

Cesta k Nobelově ceně

Za výzkum makromolekul a polymerů byly uděleny celkem čtyři Nobelovy ceny, tu nejčerstvější si připsal na své konto právě Alan Heeger.

Nebojte se rizika, řekl Alan Heeger 13. května studentům na své přednášce v Brně. Největší posluchárna Fakulty informatiky VUT v Brně byla plná k prasknutí. Profesor Alan Heeger vykládal o objevu, který mu přinesl světovou slávu.

Cesta k ní však byla dlouhá. Když chtěl v roce 1977 publikovat se svými spolupracovníky první článek na zmíněné téma, nemohl najít žádný odborný vědecký chemický časopis, který by byl ochoten ho otisknout. "Překonat potíže je závažná součást života vědce," říká Heeger.

Vytvořit plastický materiál, který byl polovodič i kov zároveň, se mu podařilo změnou struktury uhlíku přesně po deseti letech, v roce 1987. Látka se dala použít pro výrobu vodivých vláken - vodivost byla skoro stejná jako u mědi -, pro výrobu transparentních elektrod, elektrochemických baterií, světlo vydávajících elektrochemických buněk nebo fotovoltaických přístrojů.

Vytiskneme si solární článek

Polovodičové a kovové polymery mají formu elektronicky funkčních "inkoustů". Proč by se jimi nedalo tisknout? Alan Heeger to zkusil na obyčejné inkoustové tiskárně svého počítače. Hned to sice nefungovalo, musel najít správný podklad, ale pak už nic nestálo v cestě tomu, tisknout polymerovým inkoustem elektricky vodivé vrstvy.

Profesor Heeger se rozhodl tisknout solární články. Současné fotovoltaické panely jsou totiž drahé, těžké a málo účinné. Pokud by se solární články tiskly třeba na novinové rotačce, jejich cena by byla minimální.

Alan Heeger se rozhodl, že podstoupí další riziko. Založil společnost při Univerzitě v Massachusetts a nazval ji podle indické bohyně světla Konarka.

"Když jsem zakládal Konarku, nevěděl jsem, jestli seženu peníze na výplaty na další týden. Pro mne to ale bylo stimulující a tvořivé," říká Alan Heeger.

Měl štěstí, že se mu podařilo přesvědčit společnosti rizikového kapitálu, které se rozhodly výzkum a vývoj financovat. Něco přidalo ministerstvo energetiky, velký zájem projevila armáda a letectvo.

Vývojářům Konarky se podařilo zvládnout výrobu fotovoltaického materiálu. Umožnilo jim to použití nanomateriálů pro podklad i vodivé polymery. Dnes jsou schopni vyrábět na obyčejné inkoustové tiskárně solární článek, který nazvali Solar Plastic. Aktivní polymerní materiál v něm absorbuje fotony, které odstartují uvolnění elektronů vytvářejících elektřinu.

Celý pás je pouze 50-250 mikrometrů silný. Dá se použít v existujících přístrojích, systémech i strukturách. Přenosné přístroje mohou být nabíjeny, aniž by se nějak výrazně zvýšila jejich váha. Budovy mohou být soběstačné v elektrické energii, aniž by byl nějak změněn jejich vzhled.

"Nobelisti" v Česku

Přednáškový cyklus laureátů Nobelovy ceny, Honeywell Nobel Iniciative, je projekt této nadnárodní firmy. Tímto způsobem se rozhodla inspirovat budoucí vědecké pracovníky a motivovat jejich rozvoj. Do projektu jsou zatím zapojeny čtyři země: Spojené státy americké, Čína, Indie a Česká republika.

Přivézt profesora Heegera na přednášku do Brna byl dobrý tah. Alan Heeger je totiž neobyčejný vědec - ač stále bádá v základním výzkumu, dokázal svůj objev dovést prakticky až ke komercializaci. Dnes má pět společností, které rozvíjejí jeho nápady. Mezi nositeli Nobelovy ceny je to ojedinělý přístup.

Objev Heegerovi pravděpodobně přinese podnikatelský úspěch i bohatství. Zahájí ale i novou éru ve využívání sluneční energie. Stoupající ceny elektrické energie z fosilních zdrojů připomínají, že je to zoufale potřeba.

Energetický plast může být všude

• Diskuse
• Celkem 45 příspěvků