Инновационная растягивающаяся батарея, работающая на влаге из воздуха, открывает новые возможности для устройств интернета вещей — от носимых мониторов до систем видеонаблюдения со средствами защиты. Разработка ученых из Университета штата Северная Каролина и Университета Райса описана в журнале Science Advances.
Для гаджетов интернета вещей нужны легкие, гибкие и безопасные источники питания. Обычные аккумуляторы часто не подходят: они жесткие, тяжелые, содержат опасные вещества. Устройства, собирающие энергию из среды, легче, но уступают по мощности. Батарея, активируемая влагой (MAB), должна решить эту проблему.
В конструкции MAB — магниевый анод, катод из серебра с хлоридом серебра и целлюлозная мембрана с солями хлорида лития в роли сепаратора. Батарея поглощает влагу из воздуха; вода растворяет соли и образует электролит, обеспечивающий прохождение заряда.
В нашей батарее нет токсичных и легковоспламеняющихся электролитов, потому что она, по сути, работает на соленой воде. И поскольку она активируется только при контакте с воздухом, в герметичной упаковке она остается неактивной, что продлевает срок ее хранения.
Батарея сохраняет работоспособность при деформации благодаря особой структуре: её элементы напоминают чешуйки панголина и плотно прилегают друг к другу, сводя к минимуму зазоры при растяжении. Моделирование показало, что такая конструкция равномерно распределяет нагрузку при изгибе, скручивании и растяжении, поддерживая плотность энергии.
Испытания подтвердили, что MAB способна 30 часов питать беспроводной Bluetooth‑оксиметр — это сопоставимо с работой стандартных аккумуляторов. Батарея легче многих коммерческих аналогов, а материалы в ее составе биосовместимы и биоразлагаемы, что делает её безопасной альтернативой литий‑ионным решениям.
Уникальная функция батареи — аварийное самоуничтожение устройства. В изолированном отсеке хранится сухая смесь алюминия и йода под целлюлозной мембраной. При внешнем воздействии мембрана пропускает влагу, запускается реакция — и устройство разрушается за три минуты. Это проверили на беспроводном датчике газа.
Авторы работы считает разработку не просто научной демонстрацией, а практичным решением: технология уже готова обеспечивать энергией устройства интернета вещей и медицинские приборы, открывая путь к новому поколению электроники.
Ранее Наука Mail рассказывала, что создан электролит для работы батарей в экстремальном холоде.
