محققان دانشگاه لینشوپینگ سوئد، موفق به توسعهی باتری نرم و انعطافپذیری شدهاند که میتواند به هر شکلی درآید. کلید این دستاورد، استفاده از الکترودهای مایع به جای الکترودهای جامد بوده است.
به گزارش تکناک، این تیم تحقیقاتی از باتری خود برای تأمین انرژی یک LED قرمز استفاده کردهاند که هم در حالت معمولی و هم در هنگام پیچیده و کشیده شدن باتری به خوبی کار میکند.
باتریها، منبع انرژی ضروری در دنیای امروز
درحال حاضر باتریها به یک منبع انرژی حیاتی برای دستگاههای مختلف در دنیای امروز تبدیل شدهاند؛ از گوشیهای هوشمند گرفته تا ضربانسازها، لپتاپها و حسگرهای سلامت. با پیشرفت فناوری، دستگاهها و حسگرها روز به روز کوچکتر میشوند، اما استحکام و سختی باتریها مانع از کوچکتر شدن بیشتر آنها شده است.
براساس برآوردها، در دهه آینده یک تریلیون دستگاه به اینترنت متصل خواهند شد که بسیاری از آنها رباتهای نرم، پوشاک الکترونیکی و دستگاههای پوشیدنی خواهند بود. برای راحتی بیشتر کاربران، این دستگاهها باید بدون محدود کردن فعالیتهای روزمره کاربران عمل کنند. در این زمینه، باتریهای نرم و قابل شکلپذیر به کار خواهند آمد.
باتری مایع
ایمان رحمان الدین، یکی از پژوهشگران این نوآوری گفت: باتریها بزرگترین بخش وسایل الکترونیکی را تشکیل میدهند. امروزه باتریها جامد و نسبتاً حجیم هستند. اما با یک باتری نرم و قابل تطبیق، هیچ محدودیتی در طراحی وجود ندارد. این باتری میتواند بهطور کامل در وسایل الکترونیکی به کار برود و بهطور متفاوتی به نیازهای کاربر پاسخ دهد.
پیش از این، تلاشهایی برای ساخت چنین باتریهایی با استفاده از فلزات مایع مانند گالیوم انجام شده بود. این ماده میتوانست تنها بهعنوان آند، یعنی الکترود مثبت، عمل کند، اما خطر انجماد آن در حین شارژ و دشارژ، استفاده تجاری از آن را دشوار میکرد.
رحمان الدین و تیم تحقیقاتیاش تصمیم گرفتند از پلیمرهای همآرایش و لیگنین، که محصول فرعی تولید کاغذ است، برای ساخت باتری مایع خود استفاده کنند.
نحوه کارکرد باتری
او در اینباره گفت: بافت این ماده کمی شبیه به خمیر دندان است. این ماده میتواند برای مثال در یک پرینتر سهبعدی استفاده شود تا باتری را به هر شکلی که میخواهید بسازید.
محققان این باتری را ۵۰۰ بار شارژ و دشارژ کردند و متوجه شدند که عملکرد آن حفظ میشود. جالبتر اینکه حتی زمانی که باتری دو برابر طولش کشیده شد، همچنان به خوبی کار کرد. نکته مهم دیگر این است که این باتری از مواد پایدار ساخته شده است.
چالشهای پیش رو و نوآوریهای جدید
محسن محمدی، پژوهشگر که در این پروژه مشارکت داشته است، در اینباره توضیح داد: از آنجا که مواد استفادهشده در این باتری پلیمرهای همآرایش و لیگنین هستند، مواد خام آنها فراواناند. وی افزود: با استفاده مجدد از یک محصول فرعی مانند لیگنین برای تولید مادهای با ارزش بالا مانند ماده باتری، ما به توسعه باتریهای پایدارتر کمک میکنیم.
با این حال، تیم تحقیقاتی هنوز چند چالش اساسی برای این طراحی دارند. به عنوان مثال، با اینکه این باتری میتواند به هر شکلی درآید، خروجی آن هنوز محدود به ۰.۹ ولت است. این تیم در حال کار بر روی افزودن اجزای بیشتر برای افزایش ولتاژ است.
رحمان الدین در اینباره گفت: یکی از گزینههایی که در حال بررسی آن هستیم، استفاده از فلزاتی مانند روی یا منگنز است که در پوسته زمین به وفور یافت میشوند.
وی توضیح داد: این فلزات با وجود اینکه طبیعی نیستند، بسیار فراواناند و محتوای شیمیایی آنها میتواند در یک محلول آبی غیر سمی کار کند، که این ویژگی برای استفاده در ابزارهای پوشیدنی بسیار مناسب است.
این باتریهای نرم و منعطف، میتوانند در آیندهای نزدیک بهعنوان یک راهحل پایدار و نوآورانه برای باتریهای مورد استفاده در دستگاههای پوشیدنی و رباتهای نرم عمل کنند و تحولی بزرگ در صنعت الکترونیک ایجاد کنند.
