Исследователи из Университета Linköping разработали батарею, которая может принять любую форму. Кредит: Тор Балхед
Используя электроды в форме жидкости, исследователи из Университета Linköping разработали батарею, которая может принять любую форму. Эта мягкая и соответствующая батарея может быть интегрирована в будущие технологии совершенно новым способом. Их исследование было опубликовано в журнале Наука достиженияПолем
«Текстура немного похожа на зубную пасту. Например, материал может быть использован в 3D -принтере для формирования батареи по своему усмотрению. Это открывается для нового типа технологии», — говорит Айман Рахманудин, доцент в Университете Linköping.
По оценкам, более чем триллион гаджетов будет подключено к Интернету через 10 лет. В дополнение к традиционным технологиям, таким как мобильные телефоны, интеллектуальные часы и компьютеры, это может включать носимые медицинские устройства, такие как инсулиновые насосы, кардиостимуляторы, слуховые аппараты и различные датчики мониторинга здоровья, а также в долгосрочной перспективе также мягкая робототехника, электронные текстии и подключенные нервные имплантаты.
Если все эти гаджеты работают таким образом, чтобы не препятствовать пользователю, необходимо разработать новые типы батарей.
«Батареи являются самым большим компонентом всей электроники. Сегодня они твердые и громоздкие. Но с мягкой и соответствующей батареей нет никаких ограничений проекта. Он может быть интегрирован в электронику совершенно по -другому и адаптирована к пользователю», — говорит Айман Рахманудин.
Вместе со своими коллегами в лаборатории органической электроники, он разработал аккумулятор, который является мягким и податливым. Ключом стал новый подход — переворачивая электроды от твердой в жидкую форму.
Исследовательская группа в лаборатории органической электроники, Loe, в Университете Linköping. Кредит: Тор Балхед
Предыдущие попытки изготовить мягкие и растягиваемые батареи были основаны на различных типах механических функций, таких как резиновые композитные материалы, которые можно растянуть или подключить друг к другу. Но это не касается ядра проблемы — большая батарея имеет более высокую емкость, но наличие более активных материалов означает более толстые электроды и, следовательно, более высокая жесткость.
«Здесь мы решили эту проблему, и мы первыми показали, что способность не зависит от жесткости», — говорит Рахманудин.
Жидкие электроды были протестированы в прошлом, но без какого -либо большого успеха. В то время использовались жидкие металлы, такие как галлиум. Но тогда материал может функционировать только как анод и имеет риск затвердевания во время зарядки и разрядки, что ограничивает ее жидкую природу. Кроме того, во многих ранее проведенных батареях использовались редкие материалы, которые оказывают значительное воздействие на окружающую среду при добыче и обработке.
Исследователи в кампусе Liu Norrköping вместо этого основывали свою мягкую батарею на проводящих пластмассах (сопряженные полимеры) и лигнин, побочный продукт из производства бумаги. Аккумулятор может быть перезаряжена и разряжена более 500 раз и при этом сохранять его производительность. Он также может быть растянут, чтобы удвоить длину и при этом работать так же хорошо.
«Поскольку материалы в батарее являются конъюгированными полимерами и лигнином, сырье в изобилии. Изменив побочный продукт, такой как лигнин, в высокий товар, такой как материал аккумулятора, мы вносим свой вклад в более циркулярную модель. Итак, это устойчивая альтернатива»,-говорит Мохсен Мохаммади, постдокерурный товарищ, товарищ и один из главных ведущих.
Следующий шаг — попытаться увеличить электрическое напряжение в батарее. По словам Рахманадина, в настоящее время есть некоторые ограничения, которые им необходимо преодолеть.
«Аккумулятор не идеальна. Мы показали, что концепция работает, но производительность должна быть улучшена. Напряжение в настоящее время составляет 0,9 вольт. Так что теперь мы рассмотрим использование других химических соединений для увеличения напряжения. Одним из вариантов, который мы исследуем, является использование цинка или марганца, двух металлов, которые распространены в коре Земли», — говорит Рахманудин.
Больше информации:
Mohsen Mohammadi et al. Заставьте его течь от твердого вещества к жидкости: окислительно-активированные электрофлюиды для внутренних растягивающихся батарей, Наука достижения (2025). Два: 10.1126/sciadv.adr9010. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr9010
Информация журнала:
Науки о достижениях, предоставленных Университетом Linköping
Цитирование: Жидкая батарея, которая может принять любую форму (2025 г., 11 апреля), извлеченная 14 апреля 2025 года из этого документа, подлежит авторским правам. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
