Інженери створили першу у світі гнучку батарею з оптоволокна завдовжки 140 метрів

У США фізики з Массачусетського технологічного інституту (MIT) створили найдовшу гнучку літій-іонну батарею для електронних пристроїв. Докладніше про винахід написав сайт інституту.

Інженери розробили спеціальне оптичне волокно, яке можна вплітати в тканину або використовувати акумулятори будь-якої форми, надрукованих на 3D-принтерах. За допомогою такої технології вони пропонують створювати "розумний" одяг або гнучкі гаджети нового покоління. Як демонстрацію команда сплела волоконно-оптичну батарею завдовжки 140 м з ємністю 123 мА*год і завтовшки кілька сотень мікрометрів.

У складі були використані акумуляторні гелі та стандартні системи витягування волокон. Великий циліндр, наповнений необхідними компонентами, нагріли до температури трохи нижче за плавлення і протягнули через вузький отвір, щоб зменшити діаметр циліндра та його вмісту, зберігши розташування всіх компонентів. Варто зазначити, що деякі вчені намагалися розміщувати компоненти на зовнішній стороні волокон, але експериментатори з MIT розмістили їх усередині циліндра-корпусу. Завдяки захисту, який забезпечує зовнішнє покриття, батарею вдалося зробити дуже надійною, водонепроникною, не займистою і такою, що не піддається коротким замиканням.

Прототип пристрою на базі нового волоконно-оптичного акумулятора є системою зв'язку "Li-Fi", у якій для передачі даних використовуються світлові імпульси. Воно складається з мікрофона, підсилювача, транзистора та діодів для встановлення оптичного каналу трансляції між двома пристроями з волокон.

"Коли ми впроваджуємо активні матеріали всередину волокна, це означає, що чутливі компоненти батареї вже досить ущільнені, і всі активні матеріали дуже добре інтегровані, тому вони не змінюють свого положення під час переміщення. Крім того, отримана в результаті волоконна батарея набагато тонша і більш гнучка, забезпечуючи співвідношення сторін, тобто відношення довжини до ширини, до мільйона, що набагато перевершує інші конструкції. Це робить практичним використання стандартного ткацького обладнання для виробництва тканини, у яких вбудовані як батареї, так і електронні системи", — заявив керівників дослідження Турал Худієв.

За словами вчених, за допомогою таких батарей вже можна заряджати смарт-годинник або мобільні телефони. При цьому до одного оптоволокна можна підключити кілька пристроїв. У майбутньому за допомогою цієї технології зможуть створити компактний "тканинний" комп'ютер. Крім того, вона вже зараз здатна одночасно служити і корпусом, акумулятором для пристроїв. Як доказ інженери покрили оптико-волоконною батареєю іграшковий підводний човен і змусили його працювати. Батарея у вигляді волокна в майбутньому зможе використовуватись і для оснащення електротранспорту, знизивши його вагу та підвищивши ефективність.

"Якщо ви хочете створювати складні об'єкти за допомогою 3D-друку, які потребують акумулятора, це перша система, яка допоможе вам реалізувати таку ідею на практиці. Після друку вам не потрібно нічого додавати, тому що всі необхідні компоненти вже є всередині волокна, усі метали, усі активні матеріали тощо", — розповів Турал Худієв.

Команда вже подала заявку на патент на гнучку батарею і продовжує покращувати технологію, намагаючись підвищити потужність та підібрати ефективніші матеріали. Як вважає Худієв, технологія буде готова до використання в комерційних продуктах через кілька років.

Раніше в Сінгапурі створили гнучкі батареї з паперу. Після використання вони за кілька тижнів розкладаються в землі і не становлять загрози для навколишнього середовища.