Turg
2009. aastal visati maailmas ära ligikaudu 40 miljardit väikest patareid. See suurendas nõudlust haruldaste metallide järele. Koobalt on laetavate akude jaoks hädavajalik. Priuse hübriid ei töötaks kunagi ilma neodüümita. Kuigi ühiku kohta on kogused väikesed, võivad isegi väikesed kõikumised haruldaste metallide nõudluses põhjustada hindade kümnekordset tõusu või langust. Tööstusharud seisavad silmitsi tulevase pakkumise ebakindlusega ja kaitsevad oma positsioone, kuna kuuldeaparaatide, südamestimulaatorite, mobiiltelefonide, MP3-mängijate ja kellade patareide nõudlus võib kolme kuni viie aasta jooksul ulatuda 100 miljardi ühikuni aastas kogu maailmas. Meie ettekujutus jaemüügiturust on 100 miljardit eurot aastas.
Nende haruldaste metallide nõudlust soodustab selliste roheliste tehnoloogiate nagu tuuleturbiinide ja ökoakude kasutuselevõtt. Lisaks sellele on Hiina tarbijate kasvav isu nende haruldaste materjalide järele ning eksperdid ennustavad järgmise kümnendi jooksul järsku langust. Suurem osa reeniumi, koobalti, neodüümi ja samaariumi pakkumisest pärineb käputäiest kaevandustest, mis asuvad Sise-Mongoolia, Siberi ja Kongo Vabariigi kaugemates piirkondades ning on seetõttu karmi kliima ja poliitilise ebakindluse all. Selles kontekstis pole üllatav, et riskikapitalifondid investeerivad suuresti uuenduslike roheliste akude laia portfelli arendamisse.
Innovatsioon
Rohelised patareid ei ole lahendus kirjeldatud probleemidele; need on üleminek. Kuigi rohelised energiaallikad asendavad kaadmiumi ja elavhõbeda liitiumi ja nikliga, sõltuvad need väidetavalt keskkonnasõbralikud patareid, mis tekitavad keskkonnale vähem kahju ja kujutavad endast vähem riske meie tervisele, mitmesugustest väikestest kogustest haruldastest muldmetallidest, mis vajavad kaevandamist, sulatamist ja süsinikdioksiidi heitkoguseid, mis aitavad kaasa kliimamuutustele.
Fraunhoferi Instituudi (Saksamaa), mis on üks maailma juhtivaid rakendusuuringute keskusi, hiljutised uuendused energiavarustuse valdkonnas pakuvad teistsugust lähenemisviisi. Peter Spies ja tema kolleegid on konstrueerinud mobiiltelefoni, mis töötab ilma akudeta. Keha ja telefoni vaheline temperatuuride erinevus annab piisavalt energiat, et hoida telefoni ooterežiimis. Kõnet toetab piesoelektrilise seadme abil hääle tekitatud helilainete elektrivooluks muundamine – seni, kuni me räägime. Mida rohkem sa räägid, seda pikem on su kõne. See on olemasolev teadusharu, mis on osutunud edukaks, kuna sama meeskond on konstrueerinud telefoniseadmeid, mis vajavad veelgi vähem energiat.
Sõltumata sellest uuringust demonstreeris Jorge Reynolds – üks südamestimulaatori leiutajatest – selle võimet vähendada voolutakistust, ammutades inspiratsiooni elektrienergia tootmisest ja jaotamisest süsinik-nanotraatide abil. Varem oli vaal koer. Seega, et säilitada sama impulsi võimsus, pidi vaala süda parandama oma juhtivust ja bioloogiliselt see õnnestus. Just Reynoldsi ettekujutatud vähendatud takistuse ja Fraunhoferi demonstreeritud väiksema energiavajaduse kombinatsioon võimaldab miniatuurse elektroonika võimsust ümber defineerida, kaotades lõpuks ära patareid.
Esimene rahavoog
Uue patareivaba südamestimulaatori kasutuselevõtt nõuab aastaid uurimistööd, märkimisväärseid kapitaliinvesteeringuid ja võib-olla isegi kümme aastat kannatlikkust valitsuse heakskiidu saamiseks. Mobiiltelefonidest patareide eemaldamine eeldab tarneahela juhtimise täielikku ümberkorraldamist. See ei ole lühiajaline lahendus. Seetõttu on Reynolds kokku pannud meeskonna Aasias ja Ladina-Ameerikas, et uuendusi turule tuua. Esimene rakendus on patareivaba seade kehatemperatuuri juhtmevabaks mõõtmiseks. Turupotentsiaal on märkimisväärne. See uuenduslik rakendus ei konkureeri olemasolevate elektroonikaseadmetega.
On üldteada, et naise kehatemperatuur tõuseb ovulatsiooni ajal. Lihtne aluspesu külge kinnitatud plaaster võiks mõõta kehatemperatuuri ja võrrelda seda eraviisilisel veebisaidil registreeritud mudeliga. Kui temperatuur tõuseb päevase keskmisega võrreldes rohkem kui poole kraadi Celsiuse järgi, on ovulatsioon suure kindlusega toimunud. Tänapäeval tugineb rasestumisvastane vahend peamiselt keemilisele kontrollile pillide kaudu. See patareivaba innovatsioon võimaldab sotsiaalse käitumise lihtsat ja mitte-invasiivset kontrolli ilma kemikaalideta.
Võimalus
Patareide kasutamine on muutunud standardiks ja enamik tootekujundajaid peab seda enesestmõistetavaks. Kellad moodustavad tohutu segmendi. Patareideta kellad kipuvad aga olema kallid ja sõltuvad suuremast hulgast osadest, mis suurendab kokkupanekukulusid, samas kui patareidega kellad töötavad vaid mõne elektroonilise komponendiga. Patareideta kellad on vaid pikaajaline eesmärk.
Patareivabade vidinate turule sisenemise potentsiaal peitub tipptasemel mobiilsete mikroelektroonika rakendustes, kus elektrienergia kilovatt-tunni hind on kõrge ja aku suurus on ebamugav. Esimene turg, mis pärast plaastrit pähe tuleb, on kuuldeaparaadid. Kilovatt-tunni hind on üle 100 euro ja kuuldeaparaat maksab 2000 eurot. See kõrge hind võimaldab kujundada kehatemperatuuri erinevuste abil töötava patareitoiteallika asendaja. Kuuldeaparaat asetatakse kehast väljapoole, impulsigeneraator aga suunatakse kõrva sisse. See võimaldab soojusvahetust, mis on piisavalt võimas, et toita pisikest seadet. See patareivaba seade on kergem, vähem märgatav ja odavam. Need on olulised edasiminekud võrreldes praeguse standardiga, mis on väga kulukas.
Seejärel konstrueeris Reynolds kaasaskantava elektrokardiogrammi (EKG) seadme, mis jälgib südamelööke 24 tunni jooksul lihtsa plaastri abil, mis on varustatud täiustatud elektroonikaga, mis võimaldab 24-tunnist pulsisageduse mõõtmist ilma patareide või juhtmeteta. Kujutage ette, kui keegi saaks jälgida järgmise Tour de France'i tippjalgratturite südameseisundit veebis, kui nad Alpides sõidavad.
Patareide asendamine täiesti ilma patareideta on reaalsus. Kuna need põhitehnoloogiad on avatud lähtekoodiga, pakub see ettevõtjatele platvormi, koormamata meie keskkonda kaevandamise, sulatamise ja mürgiste jäätmete kõrvaldamisega, madalama hinnaga ja suurema mugavusega. See on uus ja konkurentsivõimeline ärimudel, mis on väljatöötamisel ja mis võib isegi inspireerida kaevandus- ja akuettevõtteid käivitama tõelist linnakaevandamise algatust, et ringlust sulgeda.
