20 september 2006
Onderzoekers van het Massachusett's Institute of Technology (MIT), een van de meest vooraanstaande technische onderzoeksinstellingen ter wereld, werken aan het vervangen van de batterij op een chip door middel van een gasturbine van een cent groot. De siliconen chip inclusief de turbine werkt tien keer langer dan een batterij van de zelfde grootte en gewicht, en kan effectief worden toegepast in laptops, mobiele telefoons, radio's en andere electrische apparaten. De ontdekking betekent ook heel wat voor mensen die niet in staat zijn snel op het electriciteitsnetwerk aan te sluiten, zoals soldaten die voor een driedaagse missie vaak al kilo's aan accu's meezeulen. En dat tegen een op zich redelijke prijs. De onderzoekers stellen dat op lange termijn massaproductie de prijs van deze microturbines economisch acceptabel zal maken en vergelijkbaar met de huidige energiekosten. Bedragen worden echter niet genoemd. Het klein maken van apparatuur is de hype op dit moment. MEMS (microelectromechanical systems) kwam voort uit het succes van de computer industrie om microtechnologie te ontwikkelen en gebruiken. 'Forty years ago, a computer filled up a whole building', zo zegt professor Alan Epstein van het Department of Aeronautics and Astronautics van het MIT. 'Now we all have microcomputers on our desks and inside our thermostats and our watches'.
Epstein en een team van 20 onderzoekers en studenten proberen 'personal power' te maken. 'Big gas-turbine engines can power a city, but a little one could 'power' a person', zo zegt Epstein. De onderzoeksgroep is samengesteld uit wetenschappers van MIT's Gas Turbine Laboratory, Microsystems Technology Laboratories en het Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems. 'The microengine is made of six silicon wafers, piled up like pancakes and bonded together. Each wafer is a single crystal with its atoms perfectly aligned, so it is extremely strong. To achieve the necessary components, the wafers are individually prepared using an advanced etching process to eat away selected material. When the wafers are piled up, the surfaces and the spaces in between produce the needed features and functions'. Het een voor een maken van deze microturbines zou uiterst kostbaar zijn, zodat de onderzoekers opnieuw te rade gingen bij de computerindustrie. Ze maken 60 tot 100 componenten op een lange wafer, die vervolgens in afzonderlijke eenheden wordt verdeeld. In de turbine mengen gas en lucht zich met elkaar en verbranden daar op het smeltpunt van staal. 'Turbine blades, made of low-defect, high-strength microfabricated materials, spin at 20,000 revolutions per second — 100 times faster than those in jet engines. A mini-generator produces 10 watts of power. A little compressor raises the pressure of air in preparation for combustion. And cooling (always a challenge in hot microdevices) appears manageable by sending the compression air around the outside of the combustor', zo wordt geschreven in het artikel over de ontdekking MIT Tech Talk van 20 september 2006. Ondanks alle moeilijkheden geeft Epstein aan dat het project 'an astonishing amount of fun' is, terwijl MIT de ideale plek voor een dergelijk onderzoek is. 'Within 300 feet of my office, I could find the world's experts on each of the technologies needed to make the complete system', zo zegt hij. Daarnaast is het een fantastische mogelijkheid voor opleiding en scholing. 'As an educational tool, it's enormously useful because the students realize that their success is dependent upon other people's success. They can't make their part easier by making somebody else's part harder, because then as a team we don't succeed'. Het onderzoek is gefinancierd door het U.S. Army Research Laboratory.
