Key takeaways
- Forskere har skabt en enhed, der måske en dag eliminerer behovet for et separat batteri i wearables.
- Opfindelsen er en blød og strækbar enhed, der omdanner bevægelse til elektricitet og kan arbejde i våde omgivelser.
- Forskere ræser for at finde nye måder at drive personlig elektronik på.
Din næste bærbare enhed behøver muligvis ikke en separat strømkilde, takket være de seneste fremskridt inden for batterividenskab.
Forskere har skabt en blød og strækbar enhed, der omdanner bevægelse til elektricitet og kan arbejde i våde omgivelser. Opfindelsen lover at forsyne bærbare enheder og oplade dem spontant uden behov for en ekstern strømkilde. Det er en del af en voksende indsats for at finde nye måder at drive personlig elektronik på.
"De fremherskende batterier til personlig elektronik er lithium-ion-batterier, som har været de bedste genopladelige batterier i omkring tredive år," Bingqing Wei, direktør for Center for Fuel Cells and Batteries ved University of Delaware, fort alte Lifewire i et e-mailinterview. Wei var ikke involveret i den nye forskning.
"Dagens Li-ion-batterier lider dog af sikkerhedsproblemer og begrænset kapacitet," tilføjede Wei.
Stretchy Charging
Forskere fra North Carolina State University håber, at deres nye opfindelse kan tackle nogle af begrænsningerne ved den nuværende batteriteknologi. Hjertet i den energihøster, de skabte, er en flydende metallegering af gallium og indium. Legeringen er indkapslet i en hydrogel - en blød, elastisk polymer opsvulmet med vand, ifølge et nyligt offentliggjort papir.
"Mekanisk energi - såsom den kinetiske energi fra vind, bølger, kropsbevægelser og vibrationer fra motorer - er rigelig," sagde Michael Dickey, en af avisens forfattere, i en pressemeddelelse. "Vi har skabt en enhed, der kan omdanne denne type mekanisk bevægelse til elektricitet. Og en af dens bemærkelsesværdige egenskaber er, at den fungerer perfekt under vandet."
Forskerne arbejder på et andet projekt for at forsyne bærbare enheder ved at øge mejetærskerens effekt.
Battery Innovations
Forskere verden over er i ræs for at finde nye måder at drive elektronik på, fort alte Chibueze Amanchukwu, professor i molekylær ingeniørvidenskab ved University of Chicago, til Lifewire i et e-mailinterview. En tilgang er at øge batteriernes energitæthed for at øge batterilevetiden.
"Disse projekter fokuserer på at erstatte grafit i batteriet med silicium og lithiummetal," sagde Amanchukwu. "For at imødegå sikkerhedsproblemerne er forskere som mig interesseret i fuldstændigt at erstatte de brandfarlige og farlige væsker i batteriet med ikke-brændbare solid-state versioner."
Innovationer inden for batteriteknologi kan resultere i ny og forbedret personlig elektronik, som ikke er mulig i dag, sagde Amanchukwu.
"Enheder ville blive mere sikre og holde meget længere, hvilket betyder, at de kan spille eller arbejde mere," tilføjede han. "Fleksible batterier ville også tillade bærbare personlige enheder, der passer bedre til kroppen (tænk på et virkelig fleksibelt Apple Watch) og kan drive 'smarttøj' og smarte IoT-enheder."
Nøglen til nye batteriteknologier handler om at få bedre ydeevne ud af den samme størrelse enhed, fort alte Amionx CEO Jenna King til Lifewire i et e-mailinterview.
"Det er derfor, vi ser, at så mange virksomheder også fokuserer på at forbedre sikkerheden for disse batterier," tilføjede King. "I bund og grund bliver batteriet en kraftigere bombe i samme pakke."
Bedre batterier til en bedre fremtid
En ny type batteri, der bruger nano-siliciummaterialer, erstatter det typiske anodemateriale (negativ elektrode) i lithium-ion-batterier.
"Dette giver mulighed for et meget mere kraftfuldt batteri, men det betyder også, at batteriet udgør en større sikkerhedsrisiko," sagde King. "Der er også fremskridt inden for genopladelige lithiummetalbatterier, som også øger energitætheden. Industrien forsøger at overvinde problemer med cykluslevetid i disse batterier samt chancen for brande eller eksplosioner."
Fremtidig batteriteknologi kan hjælpe med at tackle klimaforandringer, sagde Francis Wang, administrerende direktør for NanoGraf Technologies, en opstart af avanceret batterimateriale, til Lifewire i et e-mailinterview.
"Bedre batterier vil muliggøre en større og hurtigere indførelse af elektriske køretøjer, da ydeevne og prispunkter opfylder almindelige forbrugerkrav," tilføjede Wang. "Forbedrede batterier vil også indlede en ny æra med energitæthed i netskala, hvor batterier vil hjælpe med at balancere nettet og understøtte lavere emissioner."
