Електрониката, вплетена в тъканите, обещава да отвори всякакви интересни възможности, от облекло, което следи мускулната активност и дишане, до дрехи, които могат да си говорят. Разработването на гъвкави източници на енергия, които да вървят с тях, е също толкова важна област на изследване и учени от Университета на Британска Колумбия предложиха особено впечатляващо решение, което според тях може да бъде първата батерия, която е едновременно гъвкава и може да се мие.
През последните няколко години видяхме разнообразие от разтегливи решения за съхранение на енергия, предназначени за захранване на устройства за носене, от милиметрови батерии, които се простират върху кожата като лейкопласт, до подобни на плат батерии, които черпят енергия от потта. Екипът на Университета на Британска Колумбия вече е използвал някои инженерни постижения, за да запълни това, което виждат като важни пропуски в настоящата технология.
„Електрониката за носене е голям пазар и разтегливите батерии са от съществено значение за тяхното развитие“, казва авторът на изследването д-р Нгок Тан Нгуен. „Досега обаче разтегливите батерии не можеха да се мият. Това е критично допълнение, ако трябва да издържат на изискванията на ежедневната употреба.
За да разработят батерия с тези възможности, учените преосмислиха начина, по който тези устройства са сглобени. Вместо да образува литиево-йонна батерия, пълна със закалени материали в твърда външна част, екипът се обърна към алтернативна химия в цинк и манганов диоксид, която е привлекателна със своята ниска цена и безопасност. Тези материали бяха смлени на малки парченца и вградени в полимер, за да се образуват ултратънки и разтегливи слоеве, като няколко от тях бяха подредени и обвити в същия полимер, за да запечатат крайния продукт.
„Ние използвахме цинк-манган, защото за устройства, носени до кожата, това е по-безопасна химия от литиево-йонните батерии, които могат да произвеждат токсични съединения, когато се счупят“, казва Нгуен.
Получената батерия е гъвкава и може да се разтегне до два пъти нормалната си дължина, има специфичен капацитет от 160 mAh g−1 и запазва 75 процента от капацитета си при 500 цикъла на зареждане и разреждане. Впечатляващо, екипът установи, че уплътнението работи достатъчно добре, за да може батерията да издържи 39 цикъла на пране досега.
„Прекарахме нашите прототипи през реален цикъл на пране както в домашни, така и в търговски перални машини,” казва членът на екипа Бахар Иранпур. „Те излязоха непокътнати и функционални и по този начин знаем, че тази батерия е наистина устойчива.”
Сега екипът работи за подобряване на мощността и живота на батерията и казва, че създаването вече е привлякло търговски интерес, като цената се очаква да бъде подобна на стандартна акумулаторна батерия. Те си представят, че се използва в часовници и лепенки, които измерват жизнените показатели, и в умно облекло, което прави почти същото нещо.
„Използваните материали са невероятно евтини, така че ако това се направи в големи количества, ще бъде евтино“, казва професорът по електротехника и компютърно инженерство д-р Джон Мадън, който ръководи работата. „Устройствата за носене се нуждаят от захранване. Създавайки клетка, която е мека, разтеглива и миеща, ние правим захранването за носене удобно и удобно.”
Изследването е публикувано в списанието Усъвършенствани енергийни материали.
Източник: Университет на Британска Колумбия
.
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
