Bateria niczym pasta do zębów. Elektronika może wyglądać inaczej

W miarę jak technologia wearables rozwija się w zawrotnym tempie, rośnie zapotrzebowanie na nowoczesne źródła zasilania, które nie tylko oferują większą pojemność, ale także cechują się elastycznością i odpornością na deformacje. Przełomowe badania naukowców z Uniwersytetu w Linköping w Szwecji mogą całkowicie odmienić sposób projektowania baterii — i tym samym urządzeń elektronicznych.

Bateria jak pasta do zębów

Szwedzcy naukowcy opracowali koncepcję baterii o konsystencji przypominającej pastę do zębów. To, co ją wyróżnia, to płynna struktura elektrod, która w przeciwieństwie do tradycyjnych sztywnych odpowiedników, pozwala na wyginanie, rozciąganie i deformowanie bez utraty funkcjonalności. Nie należy jednak robić sobie nadziei na błyskawiczną rewolucję. W badaniach udało się zasilić zaledwie diodę LED, zarówno w stanie spoczynkowym, jak i podczas dynamicznego odkształcania baterii.

Nowe rozwiązanie otwiera zupełnie nowe możliwości dla producentów elektroniki użytkowej. Dzięki elastycznym bateriom, zasilanie może zostać wbudowane w dotychczas nieużywane przestrzenie urządzeń — np. paski zegarków lub zawiasy składanych smartfonów.

Opisywana koncepcja zakłada zastąpienie sztywnych elektrod płynnymi materiałami elektroaktywnymi — tzw. redox-active electrofluids. Kluczową zaletą tego rozwiązania jest rozdzielenie właściwości elektrochemicznych od mechanicznych. Oznacza to, że pojemność baterii może być zwiększana bez pogarszania jej elastyczności, co nie jest możliwe w tradycyjnych konstrukcjach. Elektrolityczny płyn zawierający zmodyfikowaną ligninę (katoda) i polimery PACA (anoda), uzupełniony dodatkiem przewodzącego polimeru PEDOT oraz węglowych wypełniaczy, zachowuje wysoką przewodność nawet przy 500-procentowym rozciągnięciu.

Czytaj dalej poniżej

Ta opaska może odmienić życie. Twórcy zebrali 19 milionów dolarów Patryk Koncewicz

Odkryto brakujący wodór we Wszechświecie: przełom w kosmologii Jakub Szczęsny

Baterie wykazały trwałość mechaniczną i elektryczną — ponad 500 cykli ładowania i rozładowania oraz odporność na 100% rozciągnięcia bez znaczącej utraty wydajności. Co więcej, ich pojemność objętościowa osiągnęła imponujące 13,5 mAh/cm³ dla anody PACA, co stanowi wynik porównywalny do klasycznych elektrod w stałym stanie skupienia.

Technologia ta jest szczególnie obiecująca w kontekście nowoczesnych wearables: plastrów e-skin, tekstyliów z elektroniką czy implantów medycznych. Sztywność tradycyjnych baterii stanowiła dotąd barierę w projektowaniu zaawansowanych form urządzeń, które wymagają pełnej zgodności z ruchem i kształtem ludzkiego ciała.

Grafika: Thor Balkhed/Linköping University