دانشمندان دانشگاه “کالیفرنیا سن دیگو” موفق به ساخت یک باتری منعطف و قابل چاپ با تراکم انرژی چشمگیر شده‌اند که می‌تواند طراحی دستگاه‌های الکترونیکی را متحول کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، دانشمندان در حال تحقیق روی شیمی یک باتری آزمایشی انعطاف‌پذیر هستند که به گفته آنها تا ۱۰ برابر تراکم انرژی محلول‌های فعلی لیتیوم-یون ظرفیت دارد و آن را برای بسیاری از کاربردها ایده آل می‌کند.

این روش همچنین امکان تولید آسان باتری‌های انعطاف پذیر را فراهم می‌کند که به گفته محققان، دستگاه نهایی می‌تواند در دستگاه های الکترونیکی مختلف جا گیرد.

این کار توسط دانشمندان دانشگاه “کالیفرنیا سن دیگو” انجام شده و روی نوعی شیمی باتری معروف به ” اکسید نقره-روی”(silver oxide-zinc) تمرکز دارد. این ترکیب به دلیل تراکم انرژی و ایمنی بیشتر، مدتهاست که به عنوان یک جایگزین امیدوار کننده برای باتری‌های لیتیوم-یون تصور می‌شود، اما چند سد بر سر راه استفاده گسترده آن وجود دارد که مهمترین آنها یک بی‌ثباتی است که منجر به طول عمر محدود آن می‌شود.

محققان با استفاده از یک ماده کاتدی جدید از شرکت کالیفرنیایی “ZPower” که یک منبع تغذیه طولانی مدت برای باتری‌های نقره و روی است، این مسئله را حل کردند. این کاتد از پوشش “اکسید سرب” برای بهبود پایداری و هدایت الکتروشیمیایی باتری، همراه با کاهش امپدانس آن، یعنی مقاومت باتری در برابر جریان جایگزین استفاده می‌کند.

محققان با استفاده از این کاتد جدید تلاش کردند کاری را انجام دهند که تاکنون انجام نشده است، یعنی چاپ یک باتری “اکسید نقره- روی”. در حالی که این شیمی برای اکثر باتری‌های انعطاف‌پذیر تجاری مورد پسند است، برای مقابله با بی‌ثباتی شیمیایی و اکسیداسیون زیاد، لازم است که آنها را تحت شرایط استریل در خلاء به هم متصل کنند.

این تیم از طریق آزمایش، به یک فرمولاسیون جوهر رسید که به گفته آنها اکنون چاپ این باتری‌ها را ممکن می‌کند. اکنون جمع کننده‌های فعلی باتری، آند روی، کاتد جدید و جدا کننده‌ها لایه به لایه روی یک صفحه پلیمر شیمیایی پایدار چاپ می‌شوند که دارای نقطه ذوب بالای ۲۰۰ درجه سانتیگراد(۳۹۲ درجه فارنهایت) است.

نتیجه این فرآیند، یک باتری قابل انعطاف با ظرفیت ۵۰ میلی آمپر بر سانتی متر مربع است که به گفته محققان، ۱۰ تا ۲۰ برابر باتری های لیتیوم-یون ظرفیت دارد.

“لو یین” یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید: این نوع ظرفیت قبلاً هرگز به دست نیامده است و روش ساخت ما مقرون به صرفه و مقیاس پذیر است.

این تیم پتانسیل این باتری را برای تأمین انرژی یک نمایشگر انعطاف پذیر به نمایش گذاشت که در آنجا عملکرد بهتری از باتری‌های سکه‌ای لیتیوم-یون داشت و می‌توانست بدون اینکه با افت ظرفیت مواجه شود، ۸۰ بار شارژ شود. محققان تصور می‌کنند که استفاده از این نوع باتری در رباتیک نرم، پوشیدنی‌ها و سایر دستگاه‌های بی‌سیم با قابلیت انعطاف پذیری کاربردهای جالب توجهی را ایجاد می‌کند.

“لو یین” می‌گوید: باتری‌های ما می‌توانند این قاعده را که وسایل الکترونیکی متناسب با اندازه باتری‌ها طراحی می‌شوند، منسوخ کنند و دستگاه‌های الکترونیکی از این پس با آزادی بیشتری طراحی شوند.

این تحقیق در مجله Joule منتشر شده است.

انتهای پیام