Батареи станут гибкими и похожими на желе: ученые нашли странную, но эффективную технологию
Современным батареям уже недостаточно быть просто быстрыми и долговечными. Все большее значение приобретает фактор экологичности – из чего делать такие батареи, и как их потом утилизировать. Иногда появляются совершенно неожиданные решения – например, батарея на основе желатина.
Такая батарея действительно гибкая и эластичная, пишет interestingengineering.com. Она растягивается и сгибается, приспосабливаясь к разным условиям, и при этом может обеспечить питание носимых устройств и медицинских имплантатов нового поколения.
Необычную желатиновую батарею придумали исследователи из канадского Университета Макгилла. Они ставили себе задачу сократить огромные расходы, связанные с батареями носимых устройств. Когда батареи перестают работать, их приходится просто выбрасывать, поясняют ученые, и количество отходов все растет.
Поэтому специалисты решили изобрести что-то столь же работоспособное, но более полезное для экологии, и сосредоточились на замене электродов из тяжелых металлов, используемых в обычных батареях, на биоразлагаемые материалы. Однако это была "задача со звездочкой" – ведь надо было еще и сохранить производительность.
Кислоты для батареи
Магний и молибден, которые обычно используются в биоразлагаемых батареях, действительно разлагаются быстрее, чем тяжелые металлы, но при этом и производительность у них более низкая.
Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи задействовали две природные кислоты – лимонную и молочную. В смеси с желатином кислоты показали гораздо более высокий результат. Дело в том, что магний может образовывать слой, который останавливает реакцию между электролитом и электродом. А разрушить этот слой можно как раз с помощью кислоты, не теряя при этом долговечности и эффективности
Сама идея применения лимонной кислоты довольно забавная – она появилась, когда один из исследователей вспомнил, как в детстве мастерил "лимонную батарейку", подсоединяя медную проволоку к лампочке.
Гибкая батарея
Чтобы сделать устройство достаточно гибким для ежедневного использования, кислоты были превращены в суспензию и соединены с желатином. Так получился мягкий, готовый к растяжению электролит.
Затем исследователи разрезали батарею по образцу киригами – геометрической техники, которая позволяет материалам расширяться и скручиваться, не разрываясь. Метод киригами уже применялся в электронике, но в биоразлагаемых батареях его до сих пор не пробовали.
В ходе испытаний конструкция с узором киригами растягивалась до 80% без потери производительности.
Команда также подключила батарею к датчику давления для демонстрации работы в реальных условиях. Напряжение составляло около 1,3 вольта, что немного меньше 1,5 вольт стандартной батарейки типа АА, но вполне достаточно для работы носимой электроники.
Ранее стало известно, что солнечная батарея может работать аж 1000 часов. За разработку такой батареи нового поколения взялись китайские исследователи.