Kľúčové poznatky
- Vedci vytvorili zariadenie, ktoré by jedného dňa mohlo eliminovať potrebu samostatnej batérie v nositeľných zariadeniach.
- Vynález je mäkké a roztiahnuteľné zariadenie, ktoré premieňa pohyb na elektrinu a môže fungovať vo vlhkom prostredí.
- Výskumníci sa pretekajú v hľadaní nových spôsobov napájania osobnej elektroniky.
Vaše ďalšie nositeľné zariadenie možno nebude potrebovať samostatný zdroj energie vďaka nedávnemu pokroku vo vede o batériách.
Výskumníci vytvorili mäkké a rozťahovacie zariadenie, ktoré premieňa pohyb na elektrinu a dokáže pracovať vo vlhkom prostredí. Vynález sľubuje napájanie nositeľných zariadení tým, že ich spontánne nabíja bez potreby externého zdroja energie. Je súčasťou rastúceho úsilia nájsť nové spôsoby napájania osobnej elektroniky.
"Prevládajúcimi batériami pre osobnú elektroniku sú lítium-iónové batérie, ktoré sú najlepšími nabíjateľnými batériami už asi tridsať rokov," Bingqing Wei, riaditeľ Centra pre palivové články a batérie na Univerzite v Delaware, povedal Lifewire v e-mailovom rozhovore. Wei nebol zapojený do nového výskumu.
„Dnešné lítium-iónové batérie však trpia bezpečnostnými problémami a obmedzenou kapacitou,“dodal Wei.
Naťahovacie nabíjanie
Vedci Štátnej univerzity v Severnej Karolíne dúfajú, že ich nový vynález by mohol vyriešiť niektoré z obmedzení súčasnej technológie batérií. Srdcom energetického kombajnu, ktorý vytvorili, je tekutá kovová zliatina gália a india. Zliatina je obalená hydrogélom – mäkkým, elastickým polymérom napučaným vodou, podľa nedávno publikovaného článku.
"Mechanická energia - ako je kinetická energia vetra, vĺn, pohybu tela a vibrácií motorov - je bohatá," uviedol v tlačovej správe Michael Dickey, jeden z autorov článku. "Vytvorili sme zariadenie, ktoré dokáže premeniť tento typ mechanického pohybu na elektrinu. A jedným z jeho pozoruhodných atribútov je, že dokonale funguje pod vodou."
Výskumníci pracujú na ďalšom projekte na napájanie nositeľných zariadení zvýšením výkonu kombajnu.
Inovácie batérií
Výskumníci z celého sveta sa pretekajú v hľadaní nových spôsobov napájania elektroniky, povedal Chibueze Amanchukwu, profesor molekulárneho inžinierstva na Chicagskej univerzite pre Lifewire v e-mailovom rozhovore. Jedným z prístupov je zvýšiť hustotu energie batérií, aby sa predĺžila ich životnosť.
„Tieto projekty sa zameriavajú na nahradenie grafitu v batérii kremíkom a lítiovým kovom,“povedal Amanchukwu. „Na riešenie bezpečnostných problémov sa výskumníci ako ja zaujímajú o úplnú výmenu horľavých a nebezpečných kvapalín v batérii za nehorľavé verzie v tuhom stave.“
Inovácie v technológii batérií by mohli viesť k novej a vylepšenej osobnej elektronike, ktorá dnes nie je možná, povedal Amanchukwu.
„Zariadenia by sa stali bezpečnejšími a vydržali by oveľa dlhšie, čo znamená, že sa môžu viac hrať alebo pracovať,“dodal. „Flexibilné batérie by tiež umožnili nositeľné osobné zariadenia, ktoré sa lepšie prispôsobia telu (spomeňte si na skutočne flexibilné hodinky Apple Watch) a dokážu napájať „inteligentné oblečenie“a inteligentné zariadenia internetu vecí.“
Kľúčom k novým technológiám batérií je dosiahnuť lepší výkon z jednotky rovnakej veľkosti, povedala CEO Amionx Jenna King pre Lifewire v e-mailovom rozhovore.
„To je dôvod, prečo vidíme toľko spoločností, ktoré sa zameriavajú aj na zlepšenie bezpečnosti týchto batérií,“dodal King. "V podstate sa batéria stáva výkonnejšou bombou v rovnakom balení."
Lepšie batérie pre lepšiu budúcnosť
Nový typ batérie využívajúci nanokremíkové materiály nahrádza typický materiál anódy (zápornej elektródy) v lítium-iónových batériách.
„To umožňuje oveľa výkonnejšiu batériu, no zároveň to znamená, že batéria predstavuje väčšie bezpečnostné riziko,“povedal King. "Pokroky sú aj v oblasti nabíjateľných lítiových kovových batérií, ktoré tiež zvyšujú hustotu energie. Priemysel sa pokúša prekonať problémy s cyklickou životnosťou týchto batérií, ako aj možnosť požiaru alebo výbuchu."
Budúca technológia batérií by mohla pomôcť pri riešení problémov súvisiacich s klimatickými zmenami, povedal Francis Wang, generálny riaditeľ spoločnosti NanoGraf Technologies, startupu s pokročilým materiálom pre batérie, v e-mailovom rozhovore Lifewire.
„Lepšie batérie umožnia väčšie a rýchlejšie osvojenie elektrických vozidiel, pretože výkon a cenové úrovne spĺňajú požiadavky bežných spotrebiteľov,“dodal Wang. „Vylepšené batérie tiež odštartujú novú éru hustoty energie na úrovni siete, kde batérie pomôžu vyrovnať sieť a podporia nižšie emisie.“
