Vědci vyvinuli baterii, která se nabíjí ze vzduchu a v případě ohrožení se sama zničí

Výzkumníci z Rice University a North Carolina State University představili novou pružnou baterii, která dokáže generovat elektřinu čerpáním vlhkosti ze vzduchu.

Výzkumníci z Rice University a North Carolina State University představili novou pružnou baterii, která dokáže generovat elektřinu čerpáním vlhkosti ze vzduchu. Tímto inovativním přístupem se eliminuje potřeba konvenčních tekutých elektrolytů, což otevírá dveře pro napájení nositelných zařízení a internetu věcí (IoT).

Baterie aktivovaná vlhkostí (MAB) využívá hořčíkovou anodu, katodu ze stříbra a chloridu stříbrného a celulózovou membránu napuštěnou solemi chloridu lithného. Membrána absorbuje vlhkost z okolního vzduchu, rozpouští soli a vytváří elektrolyt, který umožňuje baterii produkovat elektrický proud. Díky tomu, že baterie zůstává neaktivní uvnitř zapečetěného obalu, může být skladována po delší dobu před použitím. Její design navíc odstraňuje toxické a hořlavé elektrolyty běžně se vyskytující v konvenčních bateriích. Tým prokázal, že baterie může fungovat i v prostředích s nízkou vlhkostí, což ji činí vhodnou pro širokou škálu aplikací, od nositelných zdravotních monitorů a miniaturních robotů po vzdálené senzory.

Na rozdíl od mnoha pružných baterií, které spoléhají na hadovité elektrické spoje, čerpá nový design inspiraci z luskounů. Baterie využívá překrývající se, šupinaté struktury, které minimalizují prázdný prostor vznikající při natahování, což pomáhá udržovat energetickou hustotu při ohýbání, kroucení nebo roztahování. Vědci použili tuto baterii k napájení bezdrátového Bluetooth oxymetru po dobu až 30 hodin, což demonstruje výkon srovnatelný s konvenčními bateriemi používanými v podobných zařízeních.

Kromě dodávání energie integrovali výzkumníci také vlhkostí spouštěný „nouzový vypínač“, navržený k zničení elektronických zařízení v případě manipulace. Mechanismus ukládá suchou směs hliníkového a jodového prášku uvnitř zapečetěné přihrádky. Pokud se někdo pokusí zařízení otevřít nebo odstranit, dojde k narušení přihrádky, což umožní zachycené vlhkosti dostat se k chemikáliím. Výsledná reakce generuje dostatek tepla k tomu, aby zařízení zachvátila plameny a zničila jeho elektroniku. Jako důkaz konceptu vědci integrovali systém do bezdrátového plynového senzoru. Kompletní zařízení, včetně jeho vestavěné CMOS elektroniky, bylo zničeno do tří minut od aktivace.

Tato baterie je mnohem víc než jen akademický důkaz konceptu; je to praktický zdroj energie schopný napájet každodenní IoT a lékařská zařízení. Výzkumníci také zdůrazňují, že baterie je lehká, biokompatibilní, biologicky odbouratelná a navržená z netoxických materiálů, což z ní činí potenciální alternativu k lithium-iontovým bateriím pro flexibilní elektroniku a jednorázová lékařská zařízení.