Klíčové poznatky
- Vědci vytvořili zařízení, které možná jednoho dne eliminuje potřebu samostatné baterie v nositelných zařízeních.
- Tento vynález je měkké a roztažitelné zařízení, které přeměňuje pohyb na elektřinu a může pracovat ve vlhkém prostředí.
- Výzkumníci se předhánějí v hledání nových způsobů napájení osobní elektroniky.
Vaše další nositelné zařízení možná nebude potřebovat samostatný zdroj energie díky nedávným pokrokům ve vědě o bateriích.
Výzkumníci vytvořili měkké a roztažitelné zařízení, které přeměňuje pohyb na elektřinu a může fungovat ve vlhkém prostředí. Vynález je příslibem pro napájení nositelných zařízení tím, že je nabíjí spontánně bez potřeby externího zdroje energie. Je součástí rostoucího úsilí o nalezení nových způsobů napájení osobní elektroniky.
"Převládající baterie pro osobní elektroniku jsou lithium-iontové baterie, které jsou nejlepšími dobíjecími bateriemi už asi třicet let," Bingqing Wei, ředitel Centra pro palivové články a baterie na University of Delaware, řekl Lifewire v e-mailovém rozhovoru. Wei nebyl zapojen do nového výzkumu.
„Dnešní Li-ion baterie však trpí bezpečnostními problémy a omezenou kapacitou,“dodal Wei.
Roztahovací nabíjení
Vědci Státní univerzity v Severní Karolíně doufají, že jejich nový vynález by mohl vyřešit některá omezení současné technologie baterií. Srdcem energetického kombajnu, který vytvořili, je tekutá kovová slitina gallia a india. Slitina je uzavřena v hydrogelu – měkkém, elastickém polymeru nabobtnalém vodou, podle nedávno publikovaného článku.
„Mechanická energie – jako je kinetická energie větru, vln, pohybu těla a vibrací motorů – je hojná,“uvedl v tiskové zprávě Michael Dickey, jeden z autorů článku. "Vytvořili jsme zařízení, které dokáže přeměnit tento typ mechanického pohybu na elektřinu. A jednou z jeho pozoruhodných vlastností je, že funguje perfektně pod vodou."
Výzkumníci pracují na dalším projektu pro napájení nositelných zařízení zvýšením výkonu harvestoru.
Inovace baterií
Výzkumní pracovníci po celém světě se předhánějí v hledání nových způsobů napájení elektroniky, řekl Chibueze Amanchukwu, profesor molekulárního inženýrství na Chicagské univerzitě, Lifewire v e-mailovém rozhovoru. Jedním z přístupů je zvýšit hustotu energie baterií, aby se prodloužila jejich životnost.
„Tyto projekty se zaměřují na nahrazení grafitu v baterii křemíkem a lithiovým kovem,“řekl Amanchukwu. "Abychom se vypořádali s bezpečnostními obavami, výzkumníci jako já mají zájem o úplné nahrazení hořlavých a nebezpečných kapalin v baterii nehořlavými verzemi v pevné fázi."
Inovace v technologii baterií by mohly vést k nové a vylepšené osobní elektronice, která dnes není možná, řekl Amanchukwu.
„Zařízení by se stala bezpečnější a vydržela by mnohem déle, což znamená, že si mohou hrát nebo pracovat více,“dodal. „Flexibilní baterie by také umožnily nositelná osobní zařízení, která se lépe přizpůsobí tělu (vzpomeňte si na skutečně flexibilní Apple Watch) a mohou napájet „chytré oblečení“a chytrá zařízení internetu věcí.“
Klíčem k novým technologiím baterií je získat lepší výkon z jednotky stejné velikosti, řekla generální ředitelka Amionx Jenna King Lifewire v e-mailovém rozhovoru.
„To je důvod, proč vidíme tolik společností, které se také zaměřují na zlepšení bezpečnosti těchto baterií,“dodal King. "V podstatě se baterie stává silnější bombou ve stejném balení."
Lepší baterie pro lepší budoucnost
Nový typ baterie využívající nanokřemíkové materiály nahrazuje typický materiál anody (záporné elektrody) v lithium-iontových bateriích.
„To umožňuje mnohem výkonnější baterii, ale také to znamená, že baterie představuje větší bezpečnostní riziko,“řekl King. "Existují také pokroky v dobíjecích lithiových kovových bateriích, které také zvyšují hustotu energie. Průmysl se pokouší překonat problémy s cyklickou životností těchto baterií a také možnost požáru nebo výbuchu."
Budoucí technologie baterií by mohla pomoci řešit problémy se změnou klimatu, řekl Francis Wang, generální ředitel společnosti NanoGraf Technologies, startupu zabývajícího se pokročilou výrobou baterií, Lifewire v e-mailovém rozhovoru.
„Lepší baterie umožní větší a rychlejší osvojení elektrických vozidel, protože výkon a ceny splňují požadavky běžných spotřebitelů,“dodal Wang. „Vylepšené baterie také zahájí novou éru hustoty energie na úrovni sítě, kde baterie pomohou vyvážit síť a podpoří nižší emise.“
