Mnoho moderních přístrojů by nemohlo fungovat bez baterií, které jim dodávají elektrickou energii. Tradiční baterie čelí kompromisu mezi velikostí/flexibilitou a výkonem. To se rozhodli změnit vědci z Laboratoře organické elektroniky univerzity ve švédském Linköpingu.

Těm se podařilo vyvinout elastickou baterií, která by mohla být průlomem na poli nositelných technologií, chytrých lékařských přístrojů i robotiky..

„Baterie jsou největší součástí veškeré elektroniky,“ říká Aiman Rahmanudin, který stál v čele vývoje elastické baterie. „Dnes jsou pevné a poměrně objemné. Ale s měkkou a přizpůsobivou baterií neexistují žádná konstrukční omezení.

Lze ji integrovat do elektroniky zcela odlišným způsobem a přizpůsobit uživateli,“ dodává. Jeho týmem vyvinutou baterii lze natahovat a ohýbat bez ztráty energie, a to díky použití materiálů, které dokáží udržet a vést záporné a kladné náboje k napájení zařízení bez ohledu na jejich energetickou náročnost.

Pružná baterie pro nové technologie

„Textura trochu připomíná zubní pastu,“ vysvětluje Rahmanudin, který působí jako odborný asistent na Linköpingské univerzitě. „Materiál lze například použít v 3D tiskárně k tvarování baterie dle libosti.

To otevírá prostor pro nový typ technologie“ doplňuje vědec. Aby odborníci vytvořili svůj návrh, přepracovali aktivní složky, spojovací části a svorky, které tvoří baterii. Aktivní složky katod (kladné náboje) a anod (záporné náboje) jsou vyrobeny z modifikovaného ligninu, organického materiálu.

Spojení neboli kladné a záporné svorky baterie jsou stále kovové, ale jsou vyrobeny z nanografitu a stříbrných nanodrátů, které jsou dostatečně malé, aby zůstaly flexibilní spolu se zbytkem baterie. „Studie z Linköpingské univerzity demonstruje průlomový přístup k návrhu baterií,“ domnívá se Pragathi Darapaneniová, vedoucí inženýrka vývoje produktů ve společnosti Schaeffler Asia.

„Využitím tekutých elektrod vědci vytvořili baterii, která si zachovává funkčnost a zároveň je deformovatelná. To by mohlo vést k významnému pokroku v návrhu nositelných a implantabilních zařízení,“ myslí si vědkyně.

Pokrok na poli nositelných a implatabilních zařízení

Mezi potenciální aplikace tohoto objevu patří inzulínové pumpy, kardiostimulátory a naslouchátka, spolu s elektronickými textiliemi obsahujícími elektroniku v oděvech, které se přizpůsobí tělu uživatele, a měkkou robotikou, která umožňuje robotům plynulé ohýbání a naklánění.

Ve své studii, publikované 11. dubna v časopise Science Advances, výzkumníci uvedli, že baterii založili na vodivých plastech (konjugovaných polymerech) a ligninu, což je vedlejší produkt při výrobě papíru.

Baterii lze nabíjet a vybíjet více než 500krát a stále si zachová svůj výkon. Lze ji také natáhnout na dvojnásobnou délku a bude fungovat stejně dobře. Zatím je její koncept ověřen při napětí 0,9 voltu, zatímco většina běžných článků funguje při napětí 1,5 voltu.

Vědci proto hledají chemické sloučeniny, které by rozšířily její napěťové možnosti. „I když jsou pružné baterie slibné, musí být vyhodnoceny z hlediska potenciálních rizik a musí se zajistit, aby použité materiály byly netoxické a bezpečné pro dlouhodobý kontakt s lidskou kůží,“ upozorňuje Darapaneniová.

Zdroj: LiveScience