В последнее время появилось много новых видов электронных устройств, от медицинских датчиков до умной одежды. Назначение их крайне разнообразное, но при этом все они имеют одну общую проблему: для их работы необходим источник энергии, которого нет. Все существующие либо слишком большие, либо же не могут работать из-за условий эксплуатации. Решением проблемы может стать новый источник питания на основе гидрогеля и жидкого металла.

Микробатарейки для электроники

Электронные устройства стремительно уменьшаются в размерах, этому немало помогло использование микроплёночных технологий. Приборы, состоящие из плёнок нанометрового масштаба, могут использоваться даже в качестве имплантируемых датчиков, регистрирующих различные показатели работы организма. Им только недостаёт подходящего источника энергии, который не боится эксплуатации в агрессивной среде и может работать очень долго, чтобы не пришлось его менять. Проекты миниатюрных батарей, основанных на пьезоэффекте, уже имеются, но большая часть из них не приспособлены для работы в условиях повышенной влажности. Собственный вариант элемента питания предложили учёные из Университета штата Северная Каролина.

Основное отличие батареи предложенной ими конструкции заключается в возможности работать в агрессивной среде. Источник энергии защищён от воздействия воды и прочих недружелюбных жидкостей, поэтому сфера его использования достаточно широка.

Защищённый элемент питания

Основой для него послужил жидкий металл. Он, как и все металлы, способен притягивать к себе заряженные электроны, чем и воспользовались разработчики. Для того, чтобы получить электрический ток, необходимо было лишь создать ионообменный процесс, и к жидкому металлу добавили воду с растворёнными в ней солями. Жидкометаллический стержень и вода вокруг него создают ионно-обменные процессы между собой, генерируя таким образом электрический ток. Чем больше площадь металла, тем с большей интенсивностью протекают ионные процессы.

Полученный эффект побудил исследователей на создание источника энергии, который сможет постоянно находиться в движении. Таким образом он будет всё время подвергаться деформации, а площадь металла будет изменяться, способствуя течению ионообменных процессов. Единственное, что необходимо было сделать, так это поместить источник питания в прочный и гибкий контейнер. Для его создания использовали плотный и мягкий гидрогель. В результате у исследователей получился брусок прямоугольного сечения с полостью внутри. В этой полости и разместили помещённый в электролит жидкий металл.

Источник энергии прошёл испытания и успешно выдал электрический ток. Исследователи из Университета штата Северная Каролина сравнили полученные показатели с уже имеющимися моделями на основе пьезоэлементов и пришли к выводу, что их гибкая батарея обладает не меньшей мощностью. Учитывая же тот факт, что она не боится воздействия жидких сред, её можно использовать практически везде, где электронике приходится работать в агрессивной жидкости, от организма человека до морского дна. При необходимости его можно даже встраивать в обувь, не опасаясь за целостность.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!