Szwedzcy naukowcy dokonali przełomowego odkrycia: stworzyli baterię, która może przybierać dowolny kształt i być integrowana z wieloma urządzeniami na różne sposoby. – To otwiera drogę do nowego rodzaju technologii – twierdzi wynalazca.
/ 123RF/PICSEL
Naukowcy ze Szwecji opracowali urządzenie, które może przybierać dowolną formę, umożliwiając różnorodną integrację z różnymi technologiami. Można je nawet wydrukować za pomocą drukarki 3D.
Naukowcy tworzą płynną komórkę. „Tekstura jest podobna do pasty do zębów”
Oprócz poszukiwań większych i wydajniejszych baterii, naukowcy badają również nowe podejścia do łączenia ich z innymi urządzeniami. Wizja jest taka, że bateria mogłaby zostać zintegrowana ze strukturą nadwozia lub podłogi pojazdu , a nawet służyć jako obudowa smartfona lub laptopa.
Zespół z Uniwersytetu w Linköping niedawno stworzył komórkę płynną, która może ułatwić tego typu integracje.
Reklama
– Konsystencja naszego materiału przypomina pastę do zębów. Można go wykorzystać w drukarce 3D do formowania baterii w dowolny pożądany kształt. To zapowiada nową erę w technologii – stwierdza prof. Aiman Rahmanudin, twórca wynalazku opisanego szczegółowo w czasopiśmie „Science Advances” (DOI 10.1126/sciadv.adr9010).
Obecnie baterie są sztywne i nieporęczne. Wkrótce staną się miękkie i elastyczne
Naukowcy podkreślają, że w ciągu następnej dekady przewiduje się, że ponad bilion urządzeń połączy się z Internetem. Oprócz konwencjonalnych technologii, takich jak telefony komórkowe, smartwatche i komputery, pojawią się również przenośne urządzenia medyczne , takie jak pompy insulinowe, rozruszniki serca, aparaty słuchowe i różne czujniki monitorujące stan zdrowia. Innowacje w zakresie miękkiej robotyki, e-tekstyliów, a nawet połączonych z siecią implantów neuronowych są również w fazie rozwoju.
– Baterie stanowią największy komponent wszystkich urządzeń elektronicznych. Obecnie są twarde i dość ciężkie. Jednak wraz z pojawieniem się miękkich i elastycznych baterii, ograniczenia konstrukcyjne, z którymi mamy do czynienia dzisiaj, zostaną wyeliminowane . Takie baterie mogą być integrowane z elektroniką na zupełnie nowe sposoby i dostosowane do indywidualnych użytkowników, – wyjaśnia badacz.
Przełomem w tym wynalazku była transformacja elektrod ze stanu stałego do ciekłego. Poprzednie próby stworzenia miękkich i rozciągliwych baterii opierały się na różnych projektach mechanicznych, takich jak wykorzystanie materiałów kompozytowych, które mogą się rozciągać lub połączeń, które przesuwają się względem siebie. Jednak te strategie nie rozwiązały podstawowego problemu – większe baterie mają większą pojemność, ale większa liczba materiałów aktywnych skutkuje grubszymi elektrodami, co prowadzi do większej sztywności.
– Podjęliśmy się tego wyzwania i jako pierwsi wykazaliśmy, że nośność nie zależy od sztywności – stwierdza prof. Rahmanudin.
Nowa bateria może wytrzymać 500 cykli ładowania i rozładowania
Naukowcy przypominają nam, że elektrody ciekłe były badane w przeszłości, ale z ograniczonym powodzeniem. W tamtym czasie stosowano metale ciekłe, takie jak gal. Niestety, jak wyjaśniają naukowcy, takie materiały mogą służyć jedynie jako anoda i niosą ze sobą ryzyko zestalenia się podczas ładowania i rozładowywania, tracąc w ten sposób swoje właściwości ciekłe.
Ponadto wiele obecnie produkowanych rozciągliwych baterii powstaje w oparciu o rzadkie materiały , których wydobycie i przetwarzanie znacząco szkodzi środowisku.
Szwedzki zespół oparł swoją baterię na przewodzących polimerach i ligninie, produkcie ubocznym produkcji papieru. Tę baterię można ładować i rozładowywać ponad 500 razy i nadal zachować wydajność . Może również rozciągnąć się do dwukrotności swojej początkowej długości, nadal działając efektywnie.
Bateria nie jest bez skazy. Konieczne są ulepszenia wydajności
Uważa się również, że ten wynalazek jest bardziej przyjazny dla środowiska.
– Biorąc pod uwagę, że materiały użyte w baterii to sprzężone polimery i lignina, surowce są łatwo dostępne. Przekształcając produkt uboczny, taki jak lignina, w cenny zasób do produkcji baterii, promujemy również bardziej cyrkularną gospodarkę. Stanowi to zrównoważoną alternatywę dla istniejących technologii – twierdzi dr Mohsen Mohammadi, jeden z autorów publikacji.
Następnym etapem będą działania mające na celu zwiększenie napięcia elektrycznego w akumulatorze.
– Bateria nie jest pozbawiona wad. Wykazaliśmy, że koncepcja jest wykonalna, ale wydajność nadal wymaga poprawy . Obecne napięcie wynosi 0,9 V. Teraz poszukamy innych związków chemicznych, które mogłyby pomóc nam podnieść to napięcie. Jedną z możliwości, które badamy, jest włączenie cynku lub manganu – dwóch metali, które występują obficie w skorupie ziemskiej – wyjaśnia prof. Rahmanudin.
Odtwarzacz wideo wymaga obsługi JavaScript w Twojej przeglądarce. Polsat News
