Postavke privatnosti

Nowe w pełni rozciągliwe akumulatory litowo-jonowe z rozszerzalnymi elektrolitami do 5000% zapewniają stabilną pojemność magazynowania energii

Naukowcy opracowali akumulator litowo-jonowy z elastycznymi komponentami, w tym warstwą elektrolitu, która może rozszerzyć się do 5000%, zachowując pojemność po prawie 70 cyklach ładowania i rozładowywania. Postęp ten może ulepszyć urządzenia medyczne do noszenia na ciele.

Nowe w pełni rozciągliwe akumulatory litowo-jonowe z rozszerzalnymi elektrolitami do 5000% zapewniają stabilną pojemność magazynowania energii
Photo by: Domagoj Skledar/ arhiva (vlastita)

Kiedy myślisz o baterii, rozciągliwość prawdopodobnie nie jest pierwszą rzeczą, która przychodzi Ci na myśl. Jednak ta zdolność będzie kluczowa do integracji w elastyczną elektronikę, która staje się coraz bardziej popularna w noszonych urządzeniach zdrowotnych. Badacze z ACS Energy Letters przedstawili litowo-jonową baterię z w pełni rozciągliwymi komponentami, w tym warstwą elektrolitu, która może się rozszerzać o niesamowite 5000%, zachowując przy tym pojemność magazynowania energii nawet po prawie 70 cyklach ładowania i rozładowania.

Elektronika, która może się zginać i rozciągać, wymaga baterii o podobnych cechach. Większość naukowców, którzy próbowali stworzyć takie baterie, używała tkanin o właściwościach przewodzących lub sztywnych komponentów zgiętych w rozciągliwe kształty, podobne do origami. Jednak aby bateria była naprawdę rozciągliwa, każda część - od elektrod, które zbierają ładunek, po środkową warstwę elektrolitu, która balansuje ładunek - musi być elastyczna. Dotychczasowe prototypy baterii o umiarkowanej elastyczności miały skomplikowane procesy montażu lub ograniczoną pojemność magazynowania energii, zwłaszcza podczas długotrwałego użytkowania z powtarzającymi się cyklami ładowania i rozładowania. Może to być spowodowane słabym połączeniem między warstwą elektrolitu a elektrodami lub niestabilnością płynnego elektrolitu, który może się przemieszczać, gdy bateria zmienia kształt. Zamiast używać płynnego elektrolitu, Wen-Yong Lai i jego współpracownicy postanowili osadzić elektrolit w warstwie polimerowej umieszczonej między dwoma elastycznymi warstwami filmu elektrody, tworząc w ten sposób w pełni stałą, rozciągliwą baterię.

Aby wykonać elektrody do w pełni elastycznej baterii, zespół rozprowadził cienką warstwę przewodzącej pasty zawierającej nanodruty srebra, sadzę i materiały katodowe lub anodowe na bazie litu na płytce. Następnie nałożyli warstwę polidimetylosiloksanu, elastycznego materiału często używanego w soczewkach kontaktowych, na pastę. Bezpośrednio na wierzchu tego filmu badacze dodali sól litową, wysoce przewodzącą ciecz i składniki do stworzenia rozciągliwego polimeru. Pod wpływem światła te składniki utworzyły solidną, gumowatą warstwę zdolną do rozciągania się do 5000% swojej pierwotnej długości i przenoszenia jonów litu. Na końcu na warstwę nałożono jeszcze jeden film elektrody, a całe urządzenie zostało uszczelnione warstwą ochronną.

Porównując projekt stałej rozciągliwej baterii z podobnym urządzeniem wykorzystującym tradycyjny płynny elektrolit, nowa wersja wykazała około sześciokrotnie większą średnią pojemność ładowania podczas szybkiego ładowania. Podobnie, stała bateria utrzymała bardziej stabilną pojemność przez 67 cykli ładowania i rozładowania. W innych prototypach wykonanych z solidnymi elektrodami, polimerowy elektrolit utrzymał stabilną pracę przez 1000 cykli, z 1% spadkiem pojemności w pierwszych 30 cyklach, w porównaniu z 16% spadkiem dla płynnego elektrolitu. Chociaż potrzebne są jeszcze ulepszenia, ta nowa metoda tworzenia w pełni rozciągliwych, stałych baterii może być obiecującym krokiem naprzód dla noszonych lub wszczepialnych urządzeń, które zginają się i poruszają razem z ciałem.

Autorzy przyznali wsparcie finansowe od Narodowego Kluczowego Programu Badań i Rozwoju Chin; Narodowej Fundacji Nauki Chin; Fundacji Nauki Naturalnej Prowincji Jiangsu; Fundacji Kluczowego Laboratorium Elastycznej Elektroniki Prowincji Zhejiang; Programu Specjalnie Mianowanych Profesorów Jiangsu; Projektu „1311” NUPT i Fundacji Naukowej; Chińskiej Fundacji Nauki Postdoktoranckiej; Projektu Państwowego Kluczowego Laboratorium Organicznych Elektroniki i Wyświetlaczy Informacyjnych, Projekt NJUPT; oraz Fundacji Nauki Naturalnej NJUPT.

Źródło: American Chemical Society

Znajdź nocleg w pobliżu

Czas utworzenia: 18 lipca, 2024

Redakcja nauki i technologii

Nasza Redakcja Nauki i Technologii powstała z wieloletniej pasji do badania, interpretowania i przybliżania złożonych tematów zwykłym czytelnikom. Piszą u nas pracownicy i wolontariusze, którzy od dziesięcioleci śledzą rozwój nauki i innowacji technologicznych – od odkryć laboratoryjnych po rozwiązania zmieniające codzienne życie. Choć piszemy w liczbie mnogiej, za każdym tekstem stoi prawdziwa osoba z dużym doświadczeniem redakcyjnym i dziennikarskim oraz głębokim szacunkiem dla faktów i informacji możliwych do zweryfikowania.

Nasza redakcja opiera swoją pracę na przekonaniu, że nauka jest najsilniejsza wtedy, gdy jest dostępna dla wszystkich. Dlatego dążymy do jasności, precyzji i zrozumiałości, unikając uproszczeń, które mogłyby obniżyć jakość treści. Często spędzamy godziny, analizując badania, dokumenty techniczne i źródła specjalistyczne, aby każdy temat przedstawić w sposób ciekawy, a nie obciążający. W każdym tekście staramy się łączyć wiedzę naukową z codziennym życiem, pokazując, jak idee z ośrodków badawczych, uniwersytetów i laboratoriów technologicznych kształtują świat wokół nas.

Wieloletnie doświadczenie dziennikarskie pozwala nam rozpoznać to, co dla czytelnika naprawdę ważne – niezależnie od tego, czy chodzi o postępy w sztucznej inteligencji, odkrycia medyczne, rozwiązania energetyczne, misje kosmiczne czy urządzenia, które trafiają do naszego życia codziennego, zanim zdążymy pomyśleć o ich możliwościach. Nasze spojrzenie na technologię nie jest wyłącznie techniczne; interesują nas także ludzkie historie stojące za wielkimi osiągnięciami – badacze, którzy latami dopracowują projekty, inżynierowie zamieniający idee w działające systemy oraz wizjonerzy przesuwający granice możliwości.

W naszej pracy kieruje nami również poczucie odpowiedzialności. Chcemy, by czytelnik mógł zaufać informacjom, które podajemy, dlatego sprawdzamy źródła, porównujemy dane i nie spieszymy się z publikacją, jeśli coś nie jest całkowicie jasne. Zaufanie buduje się wolniej niż pisze wiadomość, ale wierzymy, że tylko taki dziennikarski wysiłek ma trwałą wartość.

Dla nas technologia to coś więcej niż urządzenia, a nauka to coś więcej niż teoria. To dziedziny, które napędzają postęp, kształtują społeczeństwo i otwierają nowe możliwości dla wszystkich, którzy chcą zrozumieć, jak działa świat dziś i dokąd zmierza jutro. Dlatego podchodzimy do każdego tematu z powagą, ale i z ciekawością – bo to właśnie ciekawość otwiera drzwi najlepszym tekstom.

Naszą misją jest przybliżanie czytelnikom świata, który zmienia się szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, w przekonaniu, że rzetelne dziennikarstwo może być mostem między ekspertami, innowatorami i wszystkimi, którzy chcą zrozumieć, co dzieje się za nagłówkami. W tym widzimy nasze właściwe zadanie: przekształcać to, co złożone, w zrozumiałe, to, co odległe, w bliskie, a to, co nieznane, w inspirujące.

UWAGA DLA NASZYCH CZYTELNIKÓW
Karlobag.eu dostarcza wiadomości, analizy i informacje o globalnych wydarzeniach oraz tematach interesujących czytelników na całym świecie. Wszystkie opublikowane informacje służą wyłącznie celom informacyjnym.
Podkreślamy, że nie jesteśmy ekspertami w dziedzinie nauki, medycyny, finansów ani prawa. Dlatego przed podjęciem jakichkolwiek decyzji na podstawie informacji z naszego portalu zalecamy konsultację z wykwalifikowanymi ekspertami.
Karlobag.eu może zawierać linki do zewnętrznych stron trzecich, w tym linki afiliacyjne i treści sponsorowane. Jeśli kupisz produkt lub usługę za pośrednictwem tych linków, możemy otrzymać prowizję. Nie mamy kontroli nad treścią ani politykami tych stron i nie ponosimy odpowiedzialności za ich dokładność, dostępność ani za jakiekolwiek transakcje przeprowadzone za ich pośrednictwem.
Jeśli publikujemy informacje o wydarzeniach lub sprzedaży biletów, prosimy pamiętać, że nie sprzedajemy biletów ani bezpośrednio, ani poprzez pośredników. Nasz portal wyłącznie informuje czytelników o wydarzeniach i możliwościach zakupu biletów poprzez zewnętrzne platformy sprzedażowe. Łączymy czytelników z partnerami oferującymi usługi sprzedaży biletów, jednak nie gwarantujemy ich dostępności, cen ani warunków zakupu. Wszystkie informacje o biletach pochodzą od stron trzecich i mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia.
Wszystkie informacje na naszym portalu mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia. Korzystając z tego portalu, zgadzasz się czytać treści na własne ryzyko.