Устройства накопления энергии, которые изгибаются и могут быть превращены в ткань, могут сыграть большую роль в будущем носимой электроники, и инженеры Массачусетского технологического института только что создали устройство с некоторыми уникальными свойствами для этого направления.
Перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор имеет толщину всего несколько сотен микрон, а длину 140 метров, и его можно интегрировать в обычную одежду и производить с гораздо большей длиной.
Батареи, изготовленные из плетеных волокон, — это то, что мы видели раньше, например, в 2014 году они были образованы из композитных нитей, которые теоретически можно было бы интегрировать в любой текстиль и использовать в качестве источника энергии. Мы также видели другие типы гибких батарей, которые на самом деле напоминают сами ткани и могут даже заряжать носимые устройства, поглощая бактериальные клетки в поту пользователя.
Ученые из Массачусетского технологического института подошли к проблеме с помощью стандартной системы вытягивания для производства волокон, в которой все необходимые компоненты помещаются в большой цилиндр и нагреваются до температуры чуть ниже точки плавления. Затем материалы проталкиваются через узкое отверстие, которое сжимает их до доли от их первоначального диаметра, сохраняя при этом желаемое расположение.
Что отличает эту конструкцию от предыдущих попыток в этой области, по словам команды, так это то, что ключевые материалы, такие как литий, структурированы внутри волокна с защитным покрытием, расположенным снаружи. Материал также включает новые гелевые электроды и гелевый электролит, что делает батарею огнестойкой.
«Когда мы внедряем активные материалы внутрь волокна, это означает, что чувствительные компоненты батареи уже имеют хорошую герметичность», — говорит автор исследования Турал Худиев. «И все активные материалы очень хорошо интегрированы, поэтому они не меняют своего положения».
Полученная в результате батарея, как утверждается, намного тоньше и гибче, чем предыдущие конструкции, а длина 140 метров делает ее самой длинной гибкой волоконно-оптической батареей в мире, емкость при этом составляет 123 мАч. Команда продемонстрировала потенциал разработки несколькими способами, обернув волоконно-оптическую батарею вокруг корпуса игрушечной подводной лодки, чтобы обеспечить ее энергией, а также использовав ее для питания системы Li-Fi , в которой для передачи данных используются световые импульсы. .
Гибкая оптоволоконная батарея используется для питания светодиода.
Массачусетский технологический институт
Несмотря на то, что длина 140 метров впечатляет, «нет очевидного верхнего предела длины, мы определенно могли бы сделать длину в километр», — говорит Худиев.
Ученые продолжают экспериментировать с конструкцией, исследуя, как другие материалы могут улучшить эффективность и мощность батареи. Они также подали заявку на получение патента на технологию и предполагают, что она может быть использована в коммерческих продуктах «в течение нескольких лет».
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК