Nová batéria je ako „zubná pasta“, hovoria vedci: Natiahnuť ju môžeš do akéhokoľvek tvaru
Výskumníci vytvorili batériu, ktorá sa dá ľubovoľne ohýbať a tvarovať. Táto tekutá batéria môže byť základom zariadení budúcnosti.
Výskumníci z Linköping University predstavili tekutú batériu, ktorá môže mať akýkoľvek tvar. Ide o mäkké zariadenie, ktoré sa dokáže do budúcej technológie implementovať na milión rôznych spôsobov.
Vedci, ktorí batériu navrhli, ju prirovnávajú k zubnej paste. Materiál môžu vložiť do 3D tlačiarne a následne vytvoriť akýkoľvek tvar batérie, aký práve potrebujú. Táto jedinečná schopnosť by podľa nich mohla viesť k novému tepu technológie.
“Analytici odhadujú, že do desiatich rokov bude k internetu pripojených viac ako trilión rôznych zariadení. Ide o bežnú technológiu, ako napríklad smartfóny, smart hodinky a počítače. Naša batéria by ale mohla poháňať aj menej tradičné zariadenia, napríklad dávkovače inzulínu, kardiostimulátory, načúvacie zariadenia a rôzne zdravotné senzory. V dlhšom časovom horizonte si ju vieme predstaviť aj v mäkkých robotických zariadeniach, smart textíliách alebo ako batériu poháňajúcu rôzne nervové implantáty,” hovorí Aiman Rahmanudin, jeden z autorov výskumu.
Kľúč k novým technológiám
Nositeľné zdravotné senzory by mali byť navrhnuté spôsobom, aby neprekážali nositeľovi v bežnom živote. Elastické batérie môžu veľmi pomôcť v prispôsobení technológie spôsobom, aby prirodzenejšie sedela na telo. Batérie sú momentálne najväčším komponentom elektronických zariadení. Momentálne sú pevné a veľké, no s príchodom elastickej a tvarovateľnej batérie by sa mohli v budúcnosti zmenšiť aj rôzne zariadenia.
Novú batériu dokázali výskumníci vytvoriť vďaka pretvoreniu elektród z pevných na tekuté. Už v minulosti sa niečomu podobnému venovali aj iné výskumy, no tie sa pokúšali vytvoriť elektródy z gumených kompozitných materiálov. Tieto pokusy ale nevyriešili základný problém. Väčšia batéria má väčšiu kapacitu, no zároveň aj viac aktívnych materiálov. To znamená, že sú elektródy hrubšie a celá batéria sa stáva menej flexibilnou.
Autorom výskumu sa podarilo tento problém vyriešiť. Ako jedni z prvých dokázali, že kapacita batérie môže byť nezávislá od pevnosti batérie.
Neprehliadni
“Tekuté elektródy sa testovali aj v minulosti, no nemali veľký úspech. Iní výskumníci používali ako elektródy tekuté kovy, ako napríklad gálium. Tento materiál ale dokázal fungovať len ako anóda a stále hrozilo, že sa počas nabíjania a vybíjania spevní, čím stratí svoju flexibilitu. Iné naťahovacie batérie používali vzácne materiály, ktorých ťažba bola mimoriadne environmentálne poškodzujúca,” vysvetľujú vedci.
Nová batéria je vytvorená z vodivých plastov a lignínu, čo je vedľajší produkt, ktorý vzniká pri výrobe papiera. Ich technológia vydrží 500 nabíjacích cyklov a udrží si svoju kapacitu. Zvolené materiály batérie sú pritom bežne dostupné. Ďalším krokom pre výskumníkov je zvýšiť elektrické napätie batérie. V tomto smere ale čelia výskumníci problémom, ktoré musia prekonať.
Autori štúdie si uvedomujú, že ich batéria zatiaľ nie je perfektná. Prináša však fascinujúci koncept, ktorý sa dá ďalej vylepšovať. Momentálne sa napätie batérie drží na 0,9 voltoch. Výskumníci plánujú využívať iné chemické zlúčeniny, aby toto napätie zvýšili. Momentálne zvažujú použitie zinku alebo mangánu, opäť bežne dostupných materiálov.
Prelomové batérie
Aj výskumníci z ION Storage Systems predstavili revolučnú batériu, ktorá by mohla zmeniť energetický priemysel. Ide o prvú úspešne vytvorenú viacvrstvovú keramickú solid-state batériu.
Solid-state batérie sa líšia od bežne používaných lítium-iónových batérií tým, že namiesto tekutého elektrolytu používajú pevný elektrolyt. Sú teda bezpečnejšie a v prípade tejto konkrétnej batérie dokázali výskumníci zväčšiť kapacitu batérie až o 25-násobok. Počas testov sa životnosť batérie udržala vo vynikajúcom stave aj po tisíc nabíjacích cykloch.
Nová batéria by mohla nájsť široké spektrum uplatnenia, od priemyslu až po využitie spotrebiteľmi. Nová viacvrstvová keramická solid-state batéria ponúka výrazne vyššiu energetickú hustotu ako lítium-iónové batérie. V rámci výrobného procesu našli vedci spôsob, ako sa vyhnúť komplexnej kompresii batérie alebo použitiu zložitých chladiacich systémov. Viac sa o nej dočítaš v našom článku.
Komentáre