В Новосибирске представили прототип источников тока нового поколения, которые способны восстанавливать структуру после повреждений. Разработка ведется в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН. В основе лежит гибкий полимерный электролит на полиуретановой матрице. Он не течет, проводит заряд, а при разрыве его структура способна смыкаться заново.
Кандидат химических наук Ольга Подгорнова объясняет: традиционные жидкие электролиты эффективны, но опасны — при утечке они могут вызвать короткое замыкание или возгорание. Твердые аналоги безопаснее, но хуже контактируют с электродами. Полимерные системы стали золотой серединой. Они эластичны, подстраиваются под структуру электрода и удерживают внутри себя солевой раствор, сохраняя ионную проводимость.
Главная задача при создании таких систем — соблюсти баланс. Если добавить слишком много соли, пленка теряет гибкость. Если мало — падает ток. Ученые проверяют эффективность материала по удельной емкости — количеству энергии, которое система может накопить на единицу массы. В опубликованных тестах разработка показала стабильность: в течение тысячи циклов заряда и разряда сохраняется до 80% емкости.
Однако самое неожиданное свойство материала обнаружилось случайно. Когда полиуретановая пленка полностью высыхала, она не разрушалась. При повторном контакте с раствором проводящей соли она снова набухала и полностью восстанавливала проводимость. Это редкое качество, которое открывает путь к созданию ремонтопригодных устройств с долгим сроком службы.
Сейчас разработка находится на лабораторной стадии, но исследователи уже перешли к созданию прототипов. Следующий этап — испытания на изгиб и растяжение, чтобы убедиться, что материал выдержит нагрузку в носимых устройствах. Результаты работы опубликованы в Journal of Polymer Science.
Ранее ученые раскрыли механизм повышения эффективности электрокатализаторов.