Исследователи из Массачусетского технологического института разработали сверхдлинную перезаряжаемую литий-ионную батарею в виде волокна. Новый гибкий форм-фактор батареи открывает множество возможностей развертывания, а также обеспечивает более элегантное решение для некоторых существующих устройств. В качестве доказательства работы концепции инженеры создали самую длинную в мире гибкую волоконно-оптическую батарею – ее длина составляет 140 метров.
Гибкие батареи очень желательны для будущего носимой электроники. Дизайн MIT можно соткать и постирать, поэтому он хорошо вписывается в этот вариант использования. Однако возможностей гораздо больше, чем просто носимые устройства. Исследователи утверждают, что волоконно-подобная батарея открывает «новые возможности для автономных коммуникационных, измерительных и вычислительных устройств», а батарее можно напечатать на 3D-принтере «практически любую форму» и использовать для усиления конструкции устройства.
В новостном журнале Массачусетского технологического института отмечается, что инженеры ранее демонстрировали такие разнообразные устройства, как светоизлучающие диоды (светодиоды), фотосенсоры, средства связи и цифровые системы, развернутые в виде оптоволокна, но до сих пор не придумали дополнительную конструкцию источника питания.
Изготовление оптоволоконной батареи
Технология изготовления этих волоконно-оптических батарей звучит довольно оригинально и показана на схеме ниже. Согласно журналу MIT, ингредиенты батареи плавятся, вытягиваются и сжимаются в узкие трубки. Успех в создании гибкого волоконно-оптического аккумулятора длиной 140 м с использованием этого метода означает, что «нет очевидного верхнего предела для длины», – сказал постдок MIT Турал Худиев. «Мы определенно могли бы сделать длину в километре».
Если вас интересует емкость гибкого волоконно-оптического аккумулятора длиной 140 м, ученые выяснили, что он хранит скромные 123 миллиампер-часа, но имейте в виду, что эти гибкие волокна имеют толщину всего несколько сотен микрон, что тоньше, чем любые предыдущие попытки. для производства аккумуляторов в виде волокна.
3D-печать с использованием этих волокон, интегрированных в технологический процесс, кажется ранним, но привлекательным вариантом использования. Помните, что исследователи могут создавать вычислительные устройства, похожие на оптоволокно, и другие полезные оптоволоконные электронные компоненты.
Оптимизация работы для начала
После того, как вышеупомянутый фундамент завершен и привлекательные варианты использования становятся все более очевидными, команда теперь будет работать над мощностью и вариациями материалов, используемых для повышения эффективности. Ожидается, что гибкие волоконно-оптические батареи могут быть готовы к коммерческому использованию «в течение нескольких лет».
Ведущие авторы Термо вытянутые волокна перезаряжаемых аккумуляторов обеспечивают повсеместное распространение бумажных материалов; Постдок MIT Турал Худиев (ныне доцент Национального университета Сингапура), бывший постдок MIT Чон Тэ Ли (ныне профессор Университета Кён Хи) и Бенджамин Грена SM ’13, PhD ’17 (в настоящее время в Apple). Свой вклад внесли профессора Массачусетского технологического института Йоэль Финк, Джу Ли и Джон Джоаннопулос, а также еще семь человек из Массачусетского технологического института и других организаций.