science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een nieuwe rekbare batterij kan draagbare elektronica van stroom voorzien

De acceptatie van draagbare elektronica wordt beperkt door hun behoefte om stroom te halen uit omvangrijke, stijve batterijen die het comfort verminderen. Krediet:Unsplash/Nadine Shaabana

Elektronica duikt overal op:op onze schoot, in zakken en portemonnees en, meer en meer, lekker tegen onze huid aan geschoven of in onze kleding genaaid.

Maar de acceptatie van draagbare elektronica is tot nu toe beperkt door hun behoefte om stroom te halen uit omvangrijke, stijve batterijen die het comfort verminderen en veiligheidsrisico's kunnen opleveren als gevolg van chemische lekkage of verbranding.

Nu hebben Stanford-onderzoekers een zachte en rekbare batterij ontwikkeld die vertrouwt op een speciaal type plastic om stroom veiliger op te slaan dan de ontvlambare formuleringen die tegenwoordig in conventionele batterijen worden gebruikt.

"Tot nu toe hebben we geen krachtbron gehad die kon rekken en buigen zoals ons lichaam dat doet, zodat we elektronica kunnen ontwerpen die mensen comfortabel kunnen dragen, " zei chemisch ingenieur Zhenan Bao, die samenwerkten met materiaalwetenschapper Yi Cui om het apparaat te ontwikkelen dat ze beschrijven in de 26 november-editie van Natuurcommunicatie .

Het gebruik van kunststoffen, of polymeren, in batterijen is niet nieuw. Al enige tijd, lithium-ionbatterijen hebben polymeren als elektrolyten gebruikt - de energiebron die negatieve ionen naar de positieve pool van de batterij transporteert. Tot nu, echter, die polymeerelektrolyten waren vloeibare gels die, in sommige gevallen, lekken of in brand vliegen.

Om dergelijke risico's te vermijden, de Stanford-onderzoekers ontwikkelden een polymeer dat stevig en rekbaar is in plaats van kleverig en mogelijk lek, en toch draagt ​​een elektrische lading tussen de polen van de batterij. In laboratoriumtests handhaafde de experimentele batterij een constant vermogen, zelfs als hij werd ingedrukt, gevouwen en uitgerekt tot bijna twee keer de oorspronkelijke lengte.

Het prototype heeft het formaat van een duimnagel en slaat ongeveer de helft van de energie op, ons voor ons, als een vergelijkbare conventionele batterij. Afgestudeerde student David Mackanic zei dat het team werkt aan het vergroten van de energiedichtheid van de rekbare batterij. bouw grotere versies van het apparaat en voer toekomstige experimenten uit om de prestaties buiten het laboratorium te demonstreren. Een mogelijke toepassing voor een dergelijk apparaat zou zijn om rekbare sensoren aan te sturen die zijn ontworpen om aan de huid te plakken om de hartslag en andere vitale functies te controleren als onderdeel van de BodyNet wearable-technologie die wordt ontwikkeld in het laboratorium van Bao.