Ключевые выводы
- Ученые создали устройство, которое однажды устранит необходимость в отдельной батарее в носимых устройствах.
- Изобретение представляет собой мягкое и растяжимое устройство, которое преобразует движение в электричество и может работать во влажной среде.
- Исследователи стремятся найти новые способы питания персональной электроники.
Вашему следующему носимому устройству может не понадобиться отдельный источник питания благодаря последним достижениям в области аккумуляторов.
Исследователи создали мягкое и эластичное устройство, которое преобразует движение в электричество и может работать во влажной среде. Изобретение перспективно для питания носимых устройств, заряжая их спонтанно без необходимости во внешнем источнике питания. Это часть растущих усилий по поиску новых способов питания персональной электроники.
«Преобладающими батареями для персональной электроники являются литий-ионные батареи, которые были лучшими перезаряжаемыми батареями в течение примерно тридцати лет», - Бинцин Вэй, директор Центра топливных элементов и батарей Университета Делавэра, сказал Lifewire в интервью по электронной почте. Вей не участвовал в новом исследовании.
«Однако современные литий-ионные аккумуляторы имеют проблемы с безопасностью и ограниченную емкость», - добавил Вэй.
Эластичная зарядка
Учёные из Университета штата Северная Каролина надеются, что их новое изобретение сможет устранить некоторые ограничения современной аккумуляторной технологии. Сердцем созданного ими сборщика энергии является жидкий металлический сплав галлия и индия. Согласно недавно опубликованной статье, сплав заключен в гидрогель - мягкий эластичный полимер, набухший в воде.
«Механическая энергия, такая как кинетическая энергия ветра, волн, движения тела и вибраций от двигателей, существует в изобилии», - сказал в пресс-релизе один из авторов статьи Майкл Дики. «Мы создали устройство, которое может превратить этот тип механического движения в электричество. Одно из его замечательных свойств заключается в том, что оно прекрасно работает под водой».
Исследователи работают над другим проектом по питанию носимых устройств за счет увеличения выходной мощности комбайна.
Инновации в области батарей
Исследователи во всем мире стремятся найти новые способы питания электроники, сказал Чибуезе Аманчукву, профессор молекулярной инженерии Чикагского университета, в интервью Lifewire по электронной почте. Один из подходов - повысить плотность энергии батарей, чтобы увеличить срок их службы.
«Эти проекты направлены на замену графита в аккумуляторе кремнием и металлическим литием», - сказал Аманчукву. «Чтобы решить проблемы безопасности, такие исследователи, как я, заинтересованы в полной замене легковоспламеняющихся и опасных жидкостей в аккумуляторе негорючими твердотельными версиями».
Инновации в технологии аккумуляторов могут привести к созданию новой и улучшенной персональной электроники, что невозможно сегодня, сказал Аманчукву.
«Устройства станут безопаснее и будут работать намного дольше, а это означает, что они смогут больше играть или работать», - добавил он. «Гибкие батареи также позволят использовать носимые персональные устройства, которые лучше прилегают к телу (вспомните по-настоящему гибкие Apple Watch) и могут питать «умную одежду» и интеллектуальные устройства IoT».
Ключ к новым аккумуляторным технологиям заключается в повышении производительности устройства того же размера, сказала Lifewire генеральный директор Amionx Дженна Кинг в интервью по электронной почте.
«Вот почему мы видим, что так много компаний сосредоточены на повышении безопасности этих батарей», - добавил Кинг. «По сути, батарея становится более мощной бомбой в той же упаковке».
Лучшие батареи для лучшего будущего
Новый тип батареи с использованием нанокремниевых материалов заменяет типичный материал анода (отрицательного электрода) в литий-ионных батареях.
«Это позволяет использовать гораздо более мощную батарею, но это также означает, что батарея представляет больший риск для безопасности», - сказал Кинг. «Есть также достижения в перезаряжаемых литий-металлических батареях, которые также увеличивают плотность энергии. Промышленность пытается преодолеть проблемы с циклом жизни в этих батареях, а также вероятность пожаров или взрывов».
Будущие аккумуляторные технологии могут помочь решить проблемы изменения климата, сказал в интервью Lifewire Фрэнсис Ван, генеральный директор NanoGraf Technologies, стартапа по производству передовых аккумуляторных материалов.
«Более качественные аккумуляторы будут способствовать более широкому и быстрому внедрению электромобилей, поскольку производительность и цена соответствуют основным потребительским требованиям», - добавил Ван. «Улучшенные батареи также откроют новую эру плотности энергии в масштабе сети, где батареи помогут сбалансировать сеть и поддерживать более низкие выбросы».
