Вчені працюють над створенням гнучких акумуляторів

Звичні для нас акумуляторні батареї зі жорстким корпусом і металевими компонентами у найближчому майбутньому можуть стати історією. Британські вчені розробили так звані “желеподібні батареї”.

Про це пише видання The Economist.

В чому полягає інновація британських вчених

Звичайні батареї, які не можуть згинатися разом зі шкірою чи тканинами, часто виходять з ладу через рухи тіла. Це робить їх ненадійними і незручними для носіння. Для вирішення цієї проблеми розробляються гнучкі акумулятори, зокрема на основі гнучких волокон і наночастинок. Одним із найбільш перспективних варіантів є водяні батареї, створені за аналогією з тим, як електричний вугор зберігає свій заряд.

Група з Кембриджського університету, Велика Британія використала техніку вугра, щоб створити те, що вона називає “желеподібними батареями”. Вони виготовлені з гідрогелів, які складаються з шарованої структури органічних полімерів. Вони містять понад 60% води. Це робить їх м’якими та гнучкими.

У той час як більшість батарей з часом втрачають провідності при згинанні або розтягуванні, желеподібну батарею можна розтягнути у півтора разів без втрати напруги, – говорить Стівен О’Ніл, член дослідницької групи.

Такі властивості роблять розробку більш зручною для носіння на шкірі або імплантації в органи, такі як легені, серце або мозок.

Желеподібні батареї працюють подібно до біологічних процесів, що створюють електрику. Вони використовують різні концентрації іонів для створення електричного потенціалу, який генерує напругу. Однак, на відміну від електричного вугра, який може підсилювати свою напругу, кожна желеподібна батарея виробляє лише 0,1 вольта. Але з’єднання декількох батарей дозволяє збільшити потужність. Вони також можуть заряджатися і розряджатися, а в майбутньому – навіть бездротово.

Ще одна важлива особливість желеподібних батарей – їхня здатність до самовідновлення. Завдяки міцним молекулярним зв’язкам, матеріал може швидко відновлюватися після пошкодження. Це робить їх ідеальними для використання в екстремальних умовах, наприклад, у захисному одязі.

Як Китай створює конкуренцію у розробці батарей

Інша дослідницька група в Китаї також розробляє самовідновлювальні гідрогелеві батареї. Вони витримують високе згинання і скручування, а навіть після десяти розривів можуть самостійно відновлюватися.

Обидві команди вважають, що ці батареї можуть бути комерціалізовані без великих труднощів, а їх виробництво буде економічно вигідним.

Кембриджська група тепер перевіряє біосумісність своїх батарей після імплантації. Оскільки вони водні, не очікується проблем з відторгненням. Гнучкі батареї також можуть бути використані в м’якій робототехніці, що робить їх безпечнішими для роботи серед людей. Це відкриває нові можливості для інновацій пристроїв на тілі людини.