Rastezljiva baterija inspirirana limunima

Istraživači s Trottier instituta za održivost u inženjerstvu i dizajnu na kanadskom SveučilištuMcGill , razvili su rastezljivu, ekološki prihvatljivu bateriju prikladnu za upotrebu u nosivim i implantabilnim uređajima.

Baterija, koja koristi limunsku ili mliječnu kiselinu i želatinu za postizanje fleksibilnosti i performansi bez oslanjanja na otrovne materijale, smanjuje elektronički otpad.

Elektrode u konvencionalnim baterijama često su izrađene od teških metala. Istraživači su te štetne komponente zamijenili magnezijem i molibdenom, koji se obično koriste u biorazgradivim baterijama, a koje se lakše razgrađuju u okolišu. Međutim, ranije studije su pokazale da biorazgradive baterije na bazi magnezija imaju niže performanse od konvencionalnih baterija.

Kako bi riješili taj problem, istraživači McGilla su testirali dvije prirodno prisutne kiseline, mliječnu kiselinu i limunsku kiselinu, pomiješane sa želatinom, i otkrili da dodavanje bilo koje kiseline rješava problem.

„Magnezij može stvoriti sloj koji zaustavlja reakciju između elektrolita i elektrode“, objasnio je doktorand Junzhi Liu, koji je vodio razvoj i testiranje baterije. „Otkrili smo da možemo razgraditi taj sloj limunskom ili mliječnom kiselinom i povećati vijek trajanja baterije i njezin napon.“

Kako bi bateriju učinili rastezljivom, istraživači su suspendirali obje kiseline u želatini. Također su bateriju izrezali u kirigami uzorku, tehnici koja omogućuje materijalima da se savijaju i rastežu bez lomljenja. Iako su kirigami strukture već korištene u rastezljivoj elektronici, njihova primjena na biorazgradive baterije još je relativno nova. U ovom dizajnu, istraživači su otkrili da mogu rastegnuti bateriju do 80 posto bez utjecaja na njezine performanse.

Tim je također testirao bateriju u senzoru tlaka kako bi simulirao stvarnu upotrebu. Otkrili su da proizvodi nešto manje energije od AA baterije (1,3 volta u odnosu na 1,5 volta) kada je spojena na uređaj.

Tim sada traži industrijske partnere za nastavak razvoja, a sljedeći koraci uključuju poboljšanje performansi, minijaturizaciju baterije za implantabilnu upotrebu i integraciju dizajna s biorazgradivim sklopovima.

Znsanstveni rad objavljen u časopisu Wiley Advanced možete pronaći na ovoj poveznici.