Key takeaways
- Forskere har laget en enhet som kanskje en dag eliminerer behovet for et separat batteri i wearables.
- Oppfinnelsen er en myk og strekkbar enhet som omdanner bevegelse til elektrisitet og kan fungere i våte omgivelser.
- Forskere raser for å finne nye måter å drive personlig elektronikk på.
Din neste bærbare enhet trenger kanskje ikke en separat strømkilde, takket være nyere fremskritt innen batterivitenskap.
Forskere har laget en myk og tøybar enhet som konverterer bevegelse til elektrisitet og kan fungere i våte omgivelser. Oppfinnelsen lover å drive bærbare enheter, lade dem spontant uten behov for en ekstern strømkilde. Det er en del av en økende innsats for å finne nye måter å drive personlig elektronikk på.
"De dominerende batteriene for personlig elektronikk er litium-ion-batterier, som har vært de beste oppladbare batteriene på rundt tretti år," Bingqing Wei, direktør for Center for Fuel Cells and Batteries ved University of Delaware, fort alte Lifewire i et e-postintervju. Wei var ikke involvert i den nye forskningen.
"Imidlertid lider dagens Li-ion-batterier av sikkerhetsproblemer og begrenset kapasitet," la Wei til.
Stretchy Charging
Forskere fra North Carolina State University håper at deres nye oppfinnelse kan takle noen av begrensningene til dagens batteriteknologi. Hjertet i energihøsteren de laget er en flytende metallegering av gallium og indium. Legeringen er innkapslet i en hydrogel - en myk, elastisk polymer svellet med vann, ifølge en nylig publisert artikkel.
"Mekanisk energi - som den kinetiske energien til vind, bølger, kroppsbevegelser og vibrasjoner fra motorer - er rikelig," sa Michael Dickey, en av avisens forfattere, i en pressemelding. "Vi har laget en enhet som kan gjøre denne typen mekanisk bevegelse til elektrisitet. Og en av dens bemerkelsesverdige egenskaper er at den fungerer utmerket under vann."
Forskerne jobber med et annet prosjekt for å drive bærbare enheter ved å øke hogstmaskinens kraftuttak.
Battery Innovations
Forskere over hele verden kjemper for å finne nye måter å drive elektronikk på, fort alte Chibueze Amanchukwu, professor i molekylærteknikk ved University of Chicago, til Lifewire i et e-postintervju. En tilnærming er å øke energitettheten til batterier for å øke batterilevetiden.
"Disse prosjektene fokuserer på å erstatte grafitt i batteriet med silisium og litiummetall," sa Amanchukwu. "For å løse sikkerhetsproblemene er forskere som meg interessert i å fullstendig erstatte de brennbare og farlige væskene i batteriet med ikke-brennbare solid-state versjoner."
Innovasjoner innen batteriteknologi kan resultere i ny og forbedret personlig elektronikk som ikke er mulig i dag, sa Amanchukwu.
"Enheter vil bli tryggere og vare mye lenger, noe som betyr at de kan spille eller jobbe mer," la han til. "Fleksible batterier vil også tillate brukbare personlige enheter som tilpasser seg bedre til kroppen (tenk på en virkelig fleksibel Apple Watch) og kan drive "smartklær" og smarte IoT-enheter."
Nøkkelen til nye batteriteknologier handler om å få bedre ytelse ut av den samme størrelsen, sa Amionx-sjef Jenna King til Lifewire i et e-postintervju.
"Dette er grunnen til at vi ser at så mange selskaper fokuserer på å forbedre sikkerheten til disse batteriene også," la King til. "I hovedsak blir batteriet en kraftigere bombe i samme pakke."
Bedre batterier for en bedre fremtid
En ny type batteri som bruker nano-silisiummaterialer erstatter det typiske anodematerialet (negativ elektrode) i litiumion-batterier.
"Dette gir et mye kraftigere batteri, men det betyr også at batteriet utgjør en større sikkerhetsrisiko," sa King. "Det er også fremskritt innen oppladbare litiummetallbatterier som også øker energitettheten. Industrien forsøker å overvinne problemer med sykluslevetid i disse batteriene samt sjansen for brann eller eksplosjoner."
Fremtidig batteriteknologi kan bidra til å takle klimaendringer, sa Francis Wang, administrerende direktør for NanoGraf Technologies, en oppstart av avansert batterimateriale, til Lifewire i et e-postintervju.
"Bedre batterier vil muliggjøre større og raskere bruk av elektriske kjøretøy, ettersom ytelse og prispoeng møter de vanlige forbrukernes krav," la Wang til. "Forbedrede batterier vil også innlede en ny æra med energitetthet i nettskala, der batterier vil bidra til å balansere nettet og støtte lavere utslipp."
