Создана жидкая батарейка, способная принимать любую форму

Помимо поиска все более крупных и эффективных аккумуляторов, ученые ищут и новые методы их подключения к другим устройствам, сообщает портал Popular Mechanic.

Аккумулятор для будущих технологий

Группа ученых из университета в шведском городе Линчёпинг разработала жидкостную ячейку, которая может обеспечить такие соединения.

«Текстура нашего материала немного напоминает зубную пасту. Например, его можно использовать в 3D-принтере, чтобы придать батарейке любую форму. Это открывает путь к новому типу технологий», – сказал автор изобретения профессор Айман Рахманудин.

Исследователи подчеркивают, что через 10 лет к Интернету будет подключено более триллиона устройств. Помимо мобильных телефонов, умных часов и компьютеров, к Интернету будут подключены медицинские устройства, носимые внутри или на теле, такие как инсулиновые помпы, кардиостимуляторы, слуховые аппараты и различные типы датчиков для мониторинга состояния здоровья. Разрабатываются также такие технологии, как мягкая робототехника, электронный текстиль и даже сетевые нейронные имплантаты.

Батарея может быть адаптирована для любого пользователя

«Аккумуляторы являются самым крупным элементом всех электронных устройств. В настоящее время они жесткие и довольно массивные. Однако благодаря мягкой и гибкой батарее больше не будет сегодняшних ограничений дизайна. Такая батарея может быть совершенно по-другому интегрирована с электроникой и адаптирована под пользователя», – пояснил исследователь.

Ключом к созданию изобретения стал перевод электродов из твердого состояния в жидкое. Предыдущие попытки создать мягкие и растягивающиеся батареи основывались на различных механических решениях, таких как использование композитных материалов, которые можно растягивать, или соединений, которые скользят относительно друг друга. Однако эти подходы не решили суть проблемы – более крупная батарея имеет большую емкость, но большее количество активных материалов означает более толстые электроды и, следовательно, большую жесткость.

«Мы решили эту проблему и первыми показали, что емкость не зависит от жесткости», – отметил профессор Рахманудин.

Жидкие электроды уже испытывались ранее, но без особого успеха

Прежде использовались жидкие металлы, такие как галлий. Но такой материал, поясняют ученые, может выполнять только функцию анода. К тому же, существует риск того, что он затвердеет во время зарядки и разрядки, потеряв свои жидкие свойства. Кроме того, во многих существующих растягивающихся батареях используются редкие материалы, добыча и переработка которых оказывают существенное негативное воздействие на окружающую среду.

Шведская группа разработала аккумулятор на основе проводящих полимеров и лигнина – побочного продукта производства бумаги. Аккумулятор можно заряжать и разряжать более 500 раз, сохраняя при этом работоспособность. Его также можно растянуть вдвое по сравнению с первоначальной длиной, и он по-прежнему будет работать так же хорошо.

Изобретение более безопасно для окружающей среды

«Поскольку материалы, используемые в аккумуляторе, представляют собой сопряженные полимеры и лигнин, сырье легкодоступно. Превращая побочный продукт, такой как лигнин, в ценный материал для производства аккумуляторов, мы также вносим вклад в более круговую экономику. Таким образом, мы говорим об устойчивой альтернативе существующим технологиям», – говорит один из авторов публикации доктор Мохсен Мохаммади.

Следующим шагом будет попытка увеличить электрическое напряжение в аккумуляторе. «Батарея не идеальна. Мы показали, что концепция работает, но эффективность все еще требует улучшения. Текущее напряжение составляет 0,9 В. Теперь мы будем искать другие химические соединения, которые позволят нам увеличить это напряжение. Один из вариантов, который мы исследуем, – это использование цинка или марганца – двух металлов, которые распространены в земной коре», – пояснил профессор Рахманудин.

Сергей КИРИК

Фото из открытых интернет-источников