Kadangi lanksčios elektronikos technologijos sparčiai tobulėja,{0}}baterijos lankstumo ir energijos tankio kompromisas jau seniai buvo iššūkis. Kinijos mokslų akademijos (CAS) Metalo tyrimų instituto mokslininkai įveikė šią kliūtį. Jų naujai sukurta lanksti kietojo kūno-baterija ne tik atlaiko 20 000 lenkimo ciklų nepablogindama našumo, bet ir pasiekia 86 % energijos tankio padidėjimą. Šis laimėjimas, paskelbtas žurnale „Advanced Materials“, Kinijai yra svarbus etapas lankstaus energijos kaupimo srityje.
Techninis proveržis: molekulinio{0}}lygio integruotos sąsajos dizainas
Tradicinės kietojo kūno{0}}baterijos kenčia dėl prasto elektrodų{1}}elektrolito kontakto, todėl jonų pernešimas yra neefektyvus. Tyrėjų grupė naujoviškai įvedė etoksigrupes (jonų laidumui) ir trumpas sieros grandines (elektrocheminiam aktyvumui) į polimero pagrindą, sukurdama molekulinės- masto „jonų pralaidumą“. Ši konstrukcija žymiai sumažina jonų pernešimo varžą, tuo pačiu įgalindama dinaminį laidumo režimo perjungimą pagal potencialą, užtikrindama stabilų veikimą net esant ekstremalioms deformacijoms.
Bandymo duomenys: po 20 000 lenkimų nesuyra
Atliekant laboratorinius tyrimus, akumuliatorius išlaikė daugiau nei 98 % pradinio įkrovimo{1}}iškrovimo efektyvumo, kai robotų rankos buvo sulenktos 20 000 kartų,{4}}daug viršijančios pramonės standartus. Jo energijos tankis pasiekė 350 Wh/kg, ty 86 % geresnis, palyginti su įprastomis kietojo kūno{8}}baterijomis, todėl lanksčiai elektronikai suteikiama ilgesnė- galia.
Taikymas: dėvimųjų drabužių ir sveikatos priežiūros perversmas
Ši technologija pirmiausia pakeis nešiojamus įrenginius. Lanksčiosios baterijos gali būti įaustos į audinius, tokius kaip tekstilė, todėl išmaniesiems drabužiams nereikia išorinės energijos. Sveikatos priežiūros srityje jų didelis saugumas ir ilga eksploatavimo trukmė (numatoma daugiau nei 10 metų) leis įdiegti „nematomus“ implantus, tokius kaip širdies stimuliatoriai. Be to, jie gali būti naudojami sulankstomose išmaniuosiuose telefonuose ir lanksčiuose ekranuose.
Socialinis poveikis: technologijos prieinamus sprendimus&pramonės atnaujinimas
Nepaisant daug žadančios ateities, didelės pradinės išlaidos gali padidinti technologinius skirtumus. Atsižvelgiant į Kinijos sėkmę atsinaujinančios energijos srityje, reikalingas bendras pramonės-akademinės bendruomenės-tyrimų-programos modelis, kad būtų galima išbandyti prieinamus sprendimus medicinos ir skubios pagalbos srityse. Vykstant industrializacijai, lanksčios baterijos gali tapti kertiniu naujos-kartos energijos kaupimo akmeniu.
Ateities iššūkiai: didinimas ir komercializacija
Nors laboratorijos rezultatai įspūdingi, masinė gamyba susiduria su kliūtimis. Gamybos sąnaudų mažinimas, derlingumo didinimas ir vieningų standartų nustatymas yra svarbūs tolesni žingsniai. Komanda planuoja bendradarbiauti su įmonėmis, kad paspartintų komercializaciją, siekdama, kad rinka būtų pasirengusi per penkerius metus.
Išvada: lanksčios baterijosprasidėjonauja žmogaus{0}}įrenginio sąveikos era
Šis laimėjimas pašalina pagrindinius techninius lanksčių baterijų apribojimus ir iš naujo apibrėžia žmogaus{0}}įrenginio sąveiką. Tobulėjant technologijai, elektronika bus tobulinama nuo įrankių iki žmogaus kūno išplėtimo, atverdama naujas galimybes. Kinijos lyderystė šioje srityje taip pat suteikia naujų įžvalgų apie pasaulinę energijos kaupimo plėtrą.