Питание из воздуха: ученые разработали гибкую батарею, работающую на влажности

Исследовательская группа из Университета Райса совместно с коллегами из Университета штата Северная Каролина создала гибкий аккумулятор, способный вырабатывать ток за счет поглощения влаги из окружающей среды.

Фундаментальное отличие данной разработки от классических аналогов с жидким электролитом заключается в применении целлюлозной мембраны, насыщенной хлоридом лития. В герметичном состоянии устройство остается пассивным, однако при доступе влажного воздуха мембрана абсорбирует воду, переводя соли в раствор, что инициирует выработку электричества. Такая архитектура обеспечивает длительный срок хранения без саморазряда.

В основе конструкции лежит магниевый анод и катод на базе сплава серебра и хлорида серебра. Отказ от использования пожароопасных и токсичных веществ делает элемент питания экологически безопасным, при этом он сохраняет стабильную производительность даже в засушливом климате.

Для обеспечения механической гибкости инженеры применили биомиметический подход, заимствовав принципы строения чешуи панголина. Многослойная структура позволяет источнику энергии изгибаться и деформироваться без ущерба для его функциональности.

В ходе практических тестов прототип успешно поддерживал автономную работу Bluetooth-оксиметра на протяжении 30 часов, показав эффективность, сопоставимую с привычными компактными батарейками.

Дополнительно разработчики предусмотрели систему защиты информации и аппаратной части. В случае попытки несанкционированного вскрытия корпуса нарушается изоляция реагентов, что запускает интенсивную экзотермическую реакцию, мгновенно уничтожающую электронные компоненты. В ходе испытаний контрольный датчик вышел из строя всего за три минуты.

Ученые убеждены, что предложенное решение идеально подойдет для носимых гаджетов, медицинских девайсов, сенсоров в экосистеме интернета вещей (IoT), а также для специфических задач, требующих создания одноразовой или защищенной электроники.

Источник: iXBT