Wetenschap
Fabricage van Zn-PANI-cel in willekeurige geometrieën. (a) Optisch beeld van bedrukte blik- en dekselstructuren in verschillende verpakkingsvormen en -afmetingen. (b) Schematische diagrammen die het geïntegreerde assemblageproces illustreren voor een representatieve H-vormige Zn-PANI-batterij. (c) Optische beelden van geassembleerde Zn-PANI-batterijen in ring-, H-, en cilindrische vormen. (d) Optisch beeld van de bolvormige Zn-PANI-batterij die de celspanning toont. (e) Optisch beeld van een LED die wordt aangedreven door twee H-vormige Zn-PANI-batterijen die serieel zijn aangesloten. (f) Snelheidscapaciteit en (g) cyclusprestaties van een cilindrische Zn-PANI-batterij gemeten binnen een spanningsvenster van 0,7-1,7 V bij verschillende C-snelheden. Credit: ACS Nano (2018). DOI:10.1021/acsnano.8b02744
Een team van onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology, Harvard University en Korea Research Institute of Chemical Technology hebben een manier ontwikkeld om batterijen te maken in bijna elke denkbare vorm. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , de onderzoekers beschrijven het proces dat is gebruikt om de batterijen te maken en het apparaat dat ze hebben gemaakt om te bewijzen dat het concept klinkt.
De vormen van veel kleine apparaten worden beperkt door de limieten van de batterijvorm:slimme horloges, bijvoorbeeld. Kleine batterijen hebben meestal de vorm van een munt, rechthoekig, cilindrisch of zakvormig. De onderzoekers ontwikkelden met deze nieuwe inspanning een nieuwe manier om een batterij te maken die bijna elke vorm zou kunnen hebben die een productfabrikant zou kunnen ontwerpen.
De onderzoekers melden dat ze voor zink-ionbatterijen hebben gekozen omdat ze veilig in de open lucht kunnen worden gebruikt - dit komt omdat ze gebruik maken van elektrolyten op waterbasis. Ze keken naar productiemethoden die voor verschillende producten worden gebruikt, op zoek naar technieken om batterijcomponenten in verschillende vormen te maken. Voor de kathode ze ontdekten dat door elektrospinnen batterijen in een gewenste vorm konden worden gesneden. Voor een aantal andere onderdelen, ze gebruikten microbewerking. Voor verpakking, ze gebruikten stereolithografie. De elektrische aansluitingen zijn gemaakt met een 3D-printer. Ze brachten al hun ideeën bij elkaar en maakten enkele batterijen in de vorm van letters, ringen en cirkels.
Om hun ideeën te testen, de onderzoekers creëerden een batterij die kan worden gebruikt voor het voeden van een lichtsensor die is bevestigd aan een ring die om de vinger wordt gedragen. Door een dergelijk apparaat met succes te demonstreren, het team liet zien dat hun ideeën goed waren. Ze merken op dat hetzelfde proces kan worden gebruikt om andere nieuwe apparaten te maken, en dat er ook andere opties beschikbaar zijn, zoals het gebruik van zink-mangaanbatterijen om een grafeen-supercondensator van stroom te voorzien.
De onderzoekers merken ook op dat de designerbatterijen die ze hebben gemaakt zeer snel kunnen worden ontladen - en in slechts enkele minuten volledig kunnen worden opgeladen. Ze suggereren dat hun batterijen kunnen worden gebruikt in toepassingen zoals implanteerbare of draagbare apparaten en andere nieuwe producten.
© 2018 Wetenschap X Netwerk
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com