Najdłuższa na świecie konstrukcja elastycznego akumulatora światłowodowego może rozciągnąć się nawet na kilometr.
Naukowcy z MIT owinęli elastyczną, włóknową baterię wokół kadłuba zabawkowej łodzi podwodnej, aby działała jako źródło zasilania. Urządzenia magazynujące energię, które wyginają się i można je przerabiać na tkaniny, mogą odegrać dużą rolę w przyszłości elektroniki do noszenia, a inżynierowie z MIT właśnie wyprodukowali urządzenie o wyjątkowych właściwościach. Akumulator litowo-jonowy ma tylko kilkaset mikronów grubości, ale 140 metrów długości i może być zintegrowany ze zwykłą odzieżą i być produkowany w znacznie większych długościach.
Baterie ukształtowane w tkane włókna to coś, co widzieliśmy już wcześniej, z jednym przykładem w 2014 roku utworzonym z przędz kompozytowych, które teoretycznie można zintegrować z dowolnym materiałem tekstylnym, aby działały jako źródło zasilania. Widzieliśmy również inne rodzaje elastycznych baterii, które faktycznie przypominają same tkaniny i mogą nawet zasilać urządzenia typu werables, czerpiąc z komórek bakteryjnych w pocie użytkownika.
Naukowcy z MIT podeszli do problemu poprzez zastosowanie standardowego systemu tworzenia włókien, w którym wszystkie niezbędne komponenty są umieszczane w dużym cylindrze i podgrzewane do temperatury tuż poniżej temperatury topnienia. Materiały są następnie przepychane przez wąski otwór, który ściska je do ułamka ich pierwotnej średnicy, zachowując jednocześnie pożądany układ.
Zdaniem zespołu to, co odróżnia ten projekt od wcześniejszych wysiłków w tej dziedzinie, to fakt, że kluczowe materiały, takie jak lit, są ustrukturyzowane wewnątrz włókna, a powłoka ochronna umieszczona jest na zewnątrz. Zawiera również nowatorskie elektrody żelowe i elektrolit żelowy, dzięki czemu akumulator jest ognioodporny.
Nowatorska, elastyczna bateria z włókna zawiera żele, które czynią ją ognioodporną, w przeciwieństwie do innych baterii światłowodowych
Kiedy osadzamy aktywne materiały we włóknach, oznacza to, że wrażliwe komponenty akumulatora już są dobrze uszczelnione —mówi autor badania Tural Khudiyev — a wszystkie aktywne materiały są bardzo dobrze zintegrowane, dzięki czemu nie zmieniają swojej pozycji.
Powstała bateria jest uważana za znacznie cieńszą i bardziej elastyczną niż poprzednie konstrukcje, a przycięta do długości 140 metrów jest najdłuższą elastyczną baterią światłowodową na świecie, oferującą pojemność 123 mAh. Zespół zademonstrował swój potencjał na wiele sposobów, owijając baterię światłowodową wokół korpusu zabawkowej łodzi podwodnej, aby zapewnić jej zasilanie, a także wykorzystując ją do zasilania systemu Li-Fi, w którym do przesyłania danych wykorzystywane są impulsy światła .
Elastyczna, światłowodowa bateria może zasilać diody LED
Chociaż 140-metrowa długość jest imponująca, „nie ma wyraźnego górnego limitu długości, zdecydowanie moglibyśmy zrobić długość w skali kilometrowej”, mówi Khudiyev. Akumulator światłowodowy można prać w pralce i w przeciwieństwie do innych można go wyposażyć w wiele urządzeń wzdłuż jego długość.
Piękno naszego podejścia polega na tym, że możemy osadzić wiele urządzeń w pojedynczym światłowodzie – mówi autor badania Jung Tae Lee. W przeciwieństwie do innych podejść, które wymagają integracji wielu urządzeń światłowodowych, przyspieszy ono realizację kompaktowego komputera tekstylnego.
Naukowcy kontynuują eksperymenty z projektem, badając, w jaki sposób inne materiały mogą poprawić wydajność i pojemność baterii. Złożyli również wniosek o patent na tę technologię i wyobrażają sobie, że może ona trafić do produktów komercyjnych „w ciągu kilku lat”.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: MIT | New Atlas