Powstała płynna bateria, która może mieć dowolny kształt

Szwedzcy naukowcy stworzyli baterię, której można nadać dowolną formę i dzięki temu, na wiele sposobów, zintegrować z różnymi urządzeniami. Można ją nawet wydrukować z pomocą drukarki 3D.

Obok poszukiwań coraz pojemniejszych i wydajniejszych baterii, naukowcy szukają też nowych metod na łączenie ich z innymi urządzeniami. Chodzi o to, żeby na przykłąd akumulator mógłby się stać częścią karoserii lub podłogi samochodu, albo obudowy telefonu czy laptopa.

Zespół z Uniwersytetu w Linköping opracował właśnie płynne ogniwo, które może na takie łączenia pozwolić.

„Tekstura naszego materiału przypomina trochę pastę do zębów. Można go na przykład wykorzystać w drukarce 3D, aby nadać baterii dowolny kształt. To otwiera drogę do nowego typu technologii” – mówi prof. Aiman Rahmanudin, autor wynalazku opisanego na łamach magazynu „Science Advances” (DOI 10.1126/sciadv.adr9010).

Badacze podkreślają, że za dziesięć lat do internetu ma być podłączonych ponad bilion urządzeń. Oprócz tradycyjnych technologii, takich jak telefony komórkowe, smartwatche czy komputery, będą to również noszone w- lub na ciele urządzenia medyczne, takie jak pompy insulinowe, rozruszniki serca, aparaty słuchowe czy różnego rodzaju czujniki monitorujące stan zdrowia. Rozwijane są również takie technologie, jak miękka robotyka, e-tekstylia czy nawet podłączone do sieci implanty neuronalne.

>>> Badanie: przedsiębiorców niepokoją koszty energii, podatki i niestabilność prawa

„Baterie są największym elementem wszystkich urządzeń elektronicznych. Obecnie są one twarde i dość masywne. Jednak dzięki miękkiej i elastycznej baterii nie będzie już dzisiejszych ograniczeń projektowych. Baterię taką można zintegrować z elektroniką w zupełnie inny sposób i dostosować do użytkownika” – tłumaczy badacz.

Kluczem do opracowania wynalazku było przekształcenie elektrod ze stanu stałego – w ciekły. Dotychczasowe próby stworzenia miękkich i rozciągliwych baterii opierały się na różnych rozwiązaniach mechanicznych, takich jak zastosowanie materiałów kompozytowych, które można rozciągać, lub połączeń przesuwających się względem siebie. Jednak te podejścia nie rozwiązywały sedna problemu – większa bateria ma co prawda wyższą pojemność, ale większa ilość materiałów aktywnych oznacza grubsze elektrody, a co za tym idzie – większą sztywność.

„Rozwiązaliśmy ten problem i jako pierwsi pokazaliśmy, że pojemność nie zależy od sztywności” – mówi prof. Rahmanudin.

>>> W Polsce rejestruje się coraz więcej samochodów elektrycznych

Badacze przypominają, że płynne elektrody były testowane już w przeszłości, ale bez większych sukcesów. W tamtym czasie wykorzystywano bowiem ciekłe metale, takie jak gal. Niestety taki materiał – wyjaśniają naukowcy – może pełnić funkcję jedynie anody i istnieje ryzyko, że podczas ładowania i rozładowywania ulegnie zestaleniu, tracąc swoje płynne właściwości.

Ponadto wiele dotychczasowych rozciągliwych baterii wykorzystywało rzadkie materiały, których wydobycie i przetwarzanie ma duży negatywny wpływ na środowisko.

Szwedzka grupa oparła budowę swojej baterii na przewodzących polimerach oraz ligninie – produkcie ubocznym powstającym przy wytwarzaniu papieru. Bateria może być ładowana i rozładowywana ponad 500 razy, zachowując wydajność. Można ją również rozciągnąć aż dwukrotnie i nadal będzie działa równie dobrze. Wynalazek ma być też bezpieczniejszy dla środowiska.

Zobacz także