Innowacyjne baterie opisano na łamach magazynu Science Advances.
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 – powiedział prof. Aiman Rahmanudin, autor wynalazku.
Świat podłączony do sieci
W ciągu najbliższej dekady do Internetu ma być podłączonych ponad bilion urządzeń, a sieć obejmie również medyczne urządzenia noszone na ciele lub wszczepiane – m.in. pompy insulinowe, rozruszniki serca, aparaty słuchowe oraz czujniki monitorujące zdrowie. Intensywnie rozwijają się także innowacje takie jak miękka robotyka czy implanty neuronalne z dostępem do sieci.
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 – stwierdził profesor.
Wcześniejsze próby
Naukowcy przypominają, że próby wykorzystania płynnych elektrod podejmowano już wcześniej, jednak bez większych rezultatów. Wówczas stosowano ciekłe metale, takie jak gal. Problem polegał na tym, że podczas cykli ładowania i rozładowywania materiał ten mógł tracić swoje płynne właściwości, co ograniczało jego zastosowanie.
Wcześniejsze próby stworzenia elastycznych i rozciągliwych baterii skupiały się głównie na rozwiązaniach mechanicznych – takich jak stosowanie rozciągliwych kompozytów czy elementów przesuwających się względem siebie. Jednak tego typu podejścia nie rozwiązywały podstawowego problemu: im większa bateria, tym wyższa jej pojemność, ale też większa ilość materiału aktywnego, co prowadziło do powstawania grubszych i sztywniejszych elektrod.
Szwedzki zespół opracował baterię, której budowa opiera się na przewodzących polimerach oraz ligninie, czyli produkcie ubocznym powstającym podczas produkcji papieru. Bateria ta może być ładowana i rozładowywana ponad 500 razy, utrzymując swoją wydajność. Dodatkowo, może być rozciągnięta nawet dwukrotnie, a mimo to nadal działa równie skutecznie. Wynalazek ma także być bardziej przyjazny dla środowiska.
Ponieważ materiały użyte w baterii to polimery sprzężone i lignina, surowce są łatwo dostępne. Przekształcając produkt uboczny, taki jak lignina, w wartościowy materiał do produkcji baterii, przyczyniamy się też do bardziej cyrkularnego modelu gospodarki. Mówimy więc o zrównoważonej alternatywie dla obecnych technologii – opisał dr Mohsen Mohammadi, inny z autorów publikacji.