Brændselscelle med tankstation gør høreapparater batteriløse
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Brændselscelle med tankstation gør høreapparater batteriløse

50 millioner høreapparatbrugere verden over vil måske snart kunne slippe for besværlige batteriskift for at holde lydbilledet kørende.

Teknologisk Institut er nemlig gået sammen med Aarhus Universitet og DTU om at udvikle en proces, der kan masseproducere mikrobrændselsceller, som kan holde i over et år.

Brændselscellerne skal påfyldes methanol måske en gang i døgnet, men den proces vil være langt nemmere for brugeren, end det i dag er at skifte de bittesmå batterier, fortæller Leif Højslet Christensen, som er centerchef på Teknologisk Institut.

Video: Sådan fabrikerer Teknologisk Institut brændselsceller til høreapparater

»Høreapparater anvendes i stigende grad i trådløs kommunikation til smartphones og fjernsyn, og det betyder, at brugerne kan ende med at skulle skifte batterierne hver eneste dag. Det bliver nemmere at fylde methanol på en brændselscelle,« lover centerchefen.

Mikrobrændselscellerne har været undervejs i små tre år, siden instituttet fik bevilget penge af Højteknologifonden og fik høreapparatvirksomheden Widex med på vognen. Siden er GN Resound kommet med, og det ser ud til, at Oticon slutter ringen, så alle tre store danske producenter kommer med. De dækker til sammen cirka halvdelen af verdensmarkedet.

Læs også: Danske forskere vil sætte mikrobrændselscelle i høreapparater

Et af kernelementerne i brændselscellen er katalysatoren, der effektivt kan bidrage til, at brændselscellen kan holdes kørende i mere end 12 måneder samtidig med, at temperaturen skal holdes nede i stuetemperatur, så den kan være i nærheden af øret.

Løsningen er fundet i 5 nm store partikler af platin, der bliver lagt på et karbonsubstrat og sat på hver side af polymermembranen.

Denne katalysator sørger for, at oxideringen af methanol fungerer så effektivt så muligt. Opløsningen af methanol og vand på anodesiden reagerer til CO2, der automatiske udluftes, samt protoner og elektroner.

Membranen leder protonerne fra anoden til katoden, mens elektronerne må finde vej uden om membranen og bliver tvunget ind i det kredsløb, der driver høreapparatet.

Tilbage på katodesiden forenes elektronerne med protonerne, får tilført luft, og restproduktet bliver så vand.

Det er tanken, at vandet skal genbruges, når processen begynder forfra, så brændselscellen bliver mere effektiv i brug.

Læs også: Oticon strækker batterilevetid med hemmelig strømstyring

At katalysatoren er dannet af nanopartikler gør overfladen flere gange større end normalt og sikrer, at katalysen foregår så effektivt som muligt. Samtidig skal gas og væske kunne komme ind og ud.

Udfordringen i denne skala har været at sikre sig, at materialet ikke klumper sammen og forpurrer processen, fortæller seniorkonsulent Christian Kallesøe, som er manden, der primært beskæftiger sig med katalysedelen og også har haft fornøjelse af at se et par stykker bryde i brand.

»Men det er okay. Det betyder jo bare, at processen er aktiv. Selvfølgelig kommer det ikke til at ske, når brændselscellen er færdig,« griner han.

Ud over effektiviteten har udfordringen også været den meget lille størrelse, det kræver i det minimale apparat.

Oprindeligt var det tanken, at brændselscellerne skulle erstatte batterierne direkte og derved have samme mål, dvs. være 5,8 mm i diameter og 3,6 mm høje, men sådan behøver det – heldigvis – ikke at være, fortæller Jan Hales, seniorkonsulent på Center for Nano- og Mikroteknologi på Teknologisk Institut.

»Det har vist sig, at vi kan lave dem større, fordi vi er gået væk fra, at brændselscellen skal udskiftes hver måned. De kan sagtens holde sig over et år uden at miste effekt, så vi forestiller os, at høreapparatet bliver født med brændselscellen, og så skal den blot udskiftes en gang om året af en professionel – måske med tiden overhovedet ikke i høreapparatets levetid,« siger Jan Hales.

Læs også: 3D-printet høreapparat bringer Widex i patenternes superliga

Opdagelsen af den rigtig gode levetid på brændselscellerne har derfor betydet, at enkelte komponenter har kunnet spares væk, f.eks. batteridøren, så cellen kunne gøres lidt større, uddyber Leif Højslet Christensen.

»Et høreapparat koster ca. 1.200 kroner at producere, men op til 25.000 at købe. Så der er en stor avance, som kan lægges andre steder end i dag. Måske kan man godt tillade sig, at apparatet bliver lidt dyrere at producere, hvis vi så til gengæld kan tjene pengene ind på godt ekstraudstyr,« siger han.

Og netop godt ekstraudstyr er en anden vigtig ting for projektgruppen. Tidligere forsøg med brændselsceller til forbrugerelektronik er nemlig fejlet på grund af problemer med påfyldning af methanol, fortæller Jan Hales.

»Nokia udviklede tidligere et headset på brændselsceller, men det slog ikke rigtigt igennem, fordi methanolinfrastrukturen blev set som en barriere. Så tilbehøret er vigtigt,« siger han og viser den smarte løsning frem, der skal gøre brugeroplevelsen god.

Det er en lille dockingstation, der vel næsten kan sammenlignes med en mekanisk cigaretrullemaskine, hvori man sætter sit høreapparat og trækker et håndtag stille og roligt tilbage og slippes, hvorefter høreapparatet er tømt for methanolrester og påfyldt ny methanol.

Læs også: Høreapparater skal finde opskriften på god livelyd

Opladeren skal kunne indeholde methanol til en måneds brug eller mere, og så er det tanken, at beholderen kan udskiftes som en printerpatron, der kan bestilles over nettet.

Foreløbig arbejdet holdet videre de næste tre år med penge i ryggen. Den samlede pulje beløber sig til omrking 100 mio. kr., hvoraf de 10 mio. kr. er brugt på udstyr i laboratoriet.

I første omgang er der tale om prototyper, hvor der skal en del manuelt arbejde ind over, men med tiden er det planen, at processen kan automatiseres så meget, at en masseproduktion kan sættes i gang, der prismæssigt kan konkurrere med både de blot 20 øre dyre zinkluftbatterier og billig udenlandsk arbejdskraft.

I dag kan nanofabrikken producere 400 enheder i minuttet, så kimen er lagt.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

" og så er det tanken, at beholderen kan udskiftes som en printerpatron"

Ja, så kommer det sikkert til at koste 10-20.000kr/liter ligesom printerblæk.

  • 0
  • 0

Hvis vi går ud fra at et høreapparat som er født med indbygget brændselscelle kommer til at koste fra 25000 kr og opefter og ekstraudstyret som melanol fjerner og påfylder også koster her, så kan disse høreapparat producenters nye modeller og påfyldnings dock, meget let ryge op i 30-32000 kr, og med de tilskud der kan opnåes i dag, så vil det kun være Blær for de som har for mange penge. Så hellere beholde mine Høreapparater og Hvidstøjssløjfer, for det vil være langt billigere for mig at købe de bitte små batterier resten af min levetid end at brænde over 25-30000 kr af på lidt dyrt Gadgets.

  • 1
  • 0

Mine høreapparater med batterier koster 4000 stykket og klarer mit høretab. Men jo flerefunktioner og jo mindre man ønsker disse små vidundere skal kunne jo dyrere bliver de også.........og så skal vi da som danskere være glade for at vore tre store fabrikanter sidder på halvdelen af verdensmarkedet, når man kan få så høje priser for så små ting.

Vi skulle finde nogle flere små nyttige ting, som kræver stor viden, med stort personaleforbrug og ringe mængder materialesom vi kunne producere.

  • 0
  • 0

Kan ikke rigtig se fordelen med at "oplade" med methanol. Jeg har selv et par rigtig gode høreapparater med NiCa batterier. Dem sætter jer bare i opladeren hver aften - så er de klar næste morgen. Batterierne, som jeg køber online(ca. Kr. 200,- pr. par), holder i godt et år og jeg har ikke brug for en specialist til at skifte dem.

  • 1
  • 0

Så besværligt er det altså heller ikke at skifte batterier i sit høreapperat. Jeg skifter en gang om ugen. Skulle det være en fordel, at hælde sprit i en beholder en gang i døgnet istedet?
Jeg venter til der kommer genopladelige med længere holdbarhed end 1 døgn...

  • 0
  • 0

Vurderingen er at brændselscelleteknologien har sin berettigelse til brugere der ønsker hurtig genopladning <30 sekunder og/eller finder batteriskift besværligt.

Der eksisterer høreapparater med trådløs opladning og det er en fin løsningen, hvis man kan acceptere den nuværende ladetid på min. 4 timer.

Mht. prissætningen er målet at brugerne ikke skal opleve en fordyrelse i teknologiskiftet.
Det er selvfølgelig en udfordring i DK hvor batterierne er gratis for brugerne.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten