Baterija, nepanaši į jokią kitą. Ji maitins ir tada sunaikins jūsų įrenginį... tyčia ()
Komanda pabrėžia, kad tokia baterija pašalina toksiškų ir degių skystųjų elektrolitų poreikį, nes, paprastai tariant, ji veikia „sūraus vandens“ pagrindu, kuris susidaro tik sugėrus drėgmę.
© DI (Atvira licencija)
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Apie ateities akumuliatorius dažniausiai kalbame pasitelkdami dvi kraštutines kategorijas. Arba kas nors mums žada stebuklingą energijos kaupiklį, kuris išspręs elektromobilių, išmaniųjų telefonų ir elektros tinklų problemas, arba stebime miniatiūrinius laboratorinius prototipus, kurie yra įdomūs, tačiau neturi jokių šansų patekti į masinę gamybę. Tačiau tarp šių kraštutinumų pradeda ryškėti kai kas kur kas įdomesnio – baterijos, kurios kuriamos ne kaip „geresnės pirštelinės baterijos“, o kaip specializuoti ateities elektronikos elementai, neapsimetantys, kad jau rytoj pakeis ličio jonų celes nešiojamuosiuose kompiuteriuose, automobiliuose ir energijos kaupikliuose.
Tokio pobūdžio išradimai intriguoja, nes jie taikosi į konkrečias nišas, kuriose klasikiniai sprendimai yra per daug standūs, per sunkūs, pernelyg toksiški arba tiesiog prastai pritaikyti įrenginiams, turintiems lankstytis kartu su oda, veikti aplinkos jutiklyje arba išnykti nepaliekant po savęs probleminių atliekų. Štai naujoji Rice'o ir Šiaurės Karolinos valstijos universitetų tyrėjų sukurta baterija itin stipriai atspindi šią tendenciją, nes, be įrenginių maitinimo, ji sugeba padaryti tai, ko iš buitinės elektronikos paprastai nesitikime – sunaikinti įrangą, jei kas nors pradės prie jos lįsti ir bandys ją ardyti.
Drėgme aktyvuojama baterija ir oras kaip trūkstamas komponentas
|
Visos šios istorijos centre yra MAB – tai „Moisture-Activated Battery“ akronimas. Taigi, tai drėgme aktyvuojama baterija, nors šis pavadinimas skamba kiek per paprastai įrenginiui, kuris taip pat turi avarinio elektronikos sunaikinimo funkciją.
Tačiau pati maitinimo idėja prasideda labai žemiškai: šiame projekte tyrėjai naudojo ne klasikinį skystąjį elektrolitą, o konstrukciją, kuri pradeda veikti tik po kontakto su aplinkos ore esančia drėgme. Baterijos elemente naudojamas magnio anodas, sidabro / sidabro chlorido katodas ir celiuliozės membrana, prisotinta ličio chlorido druskomis. Kai membrana sugeria drėgmę iš oro, druskos ištirpsta ir taip susidaro elektrolitas, leidžiantis tekėti elektros krūviui. Praktiškai baterija išlieka neaktyvi sandarioje pakuotėje ir „pabunda“ tik tada, kai yra paveikiama aplinkos sąlygų.
Man tai yra viena įdomiausių viso projekto savybių, nes ji išsprendžia problemą, kuri dažnai aplenkiama vienkartinės ir medicininės elektronikos aprašymuose. Kaip gi ilgą laiką saugoti maitinimo šaltinį, kad jis būtų paruoštas naudoti tik tada, kai tikrai turi pradėti veikti?
Be to, tai nėra vien tik įdomybė. Komanda pabrėžia, kad tokia baterija pašalina toksiškų ir degių skystųjų elektrolitų poreikį, nes, paprastai tariant, ji veikia „sūraus vandens“ pagrindu, kuris susidaro tik sugėrus drėgmę. Žinoma, tai nereiškia, kad staiga turime paruoštą išmaniųjų telefonų akumuliatorių įpėdinį. Į tai žiūriu labiau kaip į didesnio pokyčio dalį, kur energijos šaltinis pradedamas derinti prie konkrečios užduoties, o ne grūdamas visur pagal vieną, kažkokį ličio jonų šabloną. Ypač atsižvelgiant į tai, kad dabartinės formos toks energijos kaupiklis sugebėjo maitinti belaidį „Bluetooth“ pulsoksimetrą iki 30 valandų.
Panaši šio požiūrio kryptis matoma ir vandeniu aktyvuojamoje popierinėje baterijoje, kuri buvo skirta paprastiems vienkartiniams įrenginiams, jutikliams ir diagnostikai. Abiem atvejais svarbiausia ne tai, kad tokia baterija „įveiks“ klasikinius elementus. Man atrodo svarbiau tai, kad elektronika pradeda gauti savo specializuotą maitinimo chemiją, o ne nuolat apsimeta miniatiūriniu nešiojamuoju kompiuteriu.
Tempiama baterija negali būti tiesiog baterija ant gumytės
Didžiausia lanksčiosios elektronikos problema yra ta, kad jos maitinimas dažnai būna mažiausiai lankstus visos sistemos elementas. Galime pasakoti apie elektroninę odą, išmaniuosius tvarsčius, sveikatą stebinčius drabužius ir minkštuosius robotus, bet jei baterija lieka standžia tablete, priklijuota prie visos likusios dalies, visa futuristinė vizija šiek tiek byra. Todėl vien tai, kad MAB yra tampri, yra šio projekto prasmingumo sąlyga. Tyrėjai nepasirinko tipinio serpantininių jungčių kelio, kurios lankstosi ir tempiasi, bet palieka tuščias erdves, pabloginančias energijos tankį. Vietoj to, jie pasisėmė įkvėpimo iš skujuočio žvynų. Būtent todėl MAB konstrukciją sudaro vienas ant kito užeinantys, tankiai supakuoti elementai, kurie tempiant turi riboti tuščios vietos kiekį ir geriau paskirstyti įtempius. Man atrodo, kad būtent čia matomas skirtumas tarp „sukūrėme bateriją, kuri kažkaip lankstosi“ ir „suprojektavome maitinimo šaltinį atsižvelgdami į realų įrenginio judėjimą“.
Beje, panašių ambicijų jau būta kalbant apie KIST akumuliatorių, kuris lankstosi, žaibiškai įsikrauna ir išlaiko didelį ilgaamžiškumą, o taip pat apie tamprią ir savaime gijančią bateriją. Visas šis segmentas mums sako kai ką svarbaus apie artimiausių metų elektroniką. Vis dažniau įrenginiai turi ne tiek gulėti ant stalo, kiek priglusti prie kūno, veikti drabužiuose, stebėti organizmo parametrus arba funkcionuoti aplinkoje, kurioje korpusas nėra idealiai standi dėžutė.
