Ją pjaustė, badė, daužė, laužė… Kad ir kokiais būdais mokslininkai kankino naujovišką bateriją, ji vis tiek išsaugojo 90 proc. talpos.
Ją pjaustė, badė, daužė, laužė… Kad ir kokiais būdais mokslininkai kankino naujovišką bateriją, ji vis tiek išsaugojo 90 proc. talpos.Iš pažiūros labiau panaši į silikoninį pleistriuką, kurį nuplėšiame nuo lipduko prieš jį klijuodami, ši baterija žada rimtą proveržį energijos kaupiklių rinkoje.
Ji ne tik nepaprastai elastinga (gali išsitempti iki daugiau nei 13 kartų už pradinį didesnio ilgio) ir lanksti.
Hidrogelio baterija geba atsikurti net perpjauta pusiau. Ir, skirtingai nei ankstesnės kartos ličio jonų baterijos, neturi toksiškų komponentų, jai visiškai nebaisi drėgmė.
Specialistai įsitikinę: tokios baterijos galės pakelti ekstremaliausias sąlygas, kadangi net sukiojamos, lankstomos, badomos, pjaustomos – ir dar lauko sąlygomis! – vis tiek dirbo savo darbą – tiekė energiją LED lemputėms.
Iš trapios – į neįveikiamą
Galima drąsiai sakyti, kad didelė dalis šiuolaikinio pasaulio laikosi ant ličio jonų baterijų. Nors šios toli gražu nėra tobulos: trapios ir potencialiai pavojingos, neretai sprogsta.
Įprastų ličio jonų baterijų minkštu (aliuminio ar panašiu) korpusu, į šį patekus drėgmei, našumas smarkiai mažėja. Be to, jose esantys toksiški, degūs elektrolitai kelia grėsmes vartotojams.
Tad mokslininkai, siekdami išspręsti šias problemas, sugalvojo elektrolitą su fluoro neturinčia ličio druska.
Tokie hidrogelio baterijų naudojami elektrolitai sukurti vandens pagrindu, taigi nedegūs, nelinkę nutekėti ar sukelti sprogimus, kaip ličio jonų baterijose.
Šios baterijos hidrogelį naudoja ir kaip elektrolitą (generuojantį elektros krūvį), ir kaip separatorių (saugantį nuo trumpojo jungimosi).
Kadangi baterijoje nėra fluoro, ji saugesnė aplinkai ir mažiau toksiška žmonėms.
Išbandymas kankinimais
Amerikiečiai mokslininkai iš Kalifornijos universiteto Berklyje hidrogelio baterijoms surengė išbandymą, kurį, patys pripažino, teisingiau būtų vadinti kankinimais.
Akumuliatoriai buvo pjaustomi, badomi, visaip sukiojami, kaitinami itin aukštoje temperatūroje ir laikomi drėgmėje. Tačiau vis tiek stabiliai veikė ir lyg niekur nieko atlaikė 500 įkrovimo-iškrovimo ciklų per vieną mėnesį.
Esant 50 proc. santykinei oro drėgmei, hidrogelis išsaugojo 19 proc. vandens tūrio – tiek pakako, kad baterija efektyviai veiktų net neturėdama kieto hermetiško korpuso, gyvybiškai reikalingo standartinėms ličio jonų baterijoms.
Savaime atsikuriančio hidrogelio, elektrolitų ir elastomero korpusas šiai baterijai leidžia išsaugoti maždaug 90 proc. pradinės talpos net ją perpjovus.
Tiesa, specialios polimerinės struktūros, kurios mažina medžiagos tankį, sumažina ir hidrogelio baterijų talpą.
Ličio jonų baterijų energijos tankis gali siekti nuo 200 iki 300 vatvalandžių vienam kilogramui (Wh/kg), o hidrogelinės baterijos – tik 50–150 Wh/kg.
Taigi tradicinės ličio baterijos ir toliau lieka tinkamesnės daug energijos reikalingiems įrenginiams, kaip elektromobiliai ar didelės talpos kaupikliai.
Hidrogelio baterijos tikrai neliks be darbo daugėjant naujos kartos lanksčių elektronikos prietaisų – išmaniųjų apyrankių, drabužių su biojutikliais ir sveikatos stebėsenos sistemomis, šildymo elementais bei LED ekranais.
Galinčių savaime „užsigydyti“ pažeidimus, jų nereikės keisti – kad ir kas atsitiktų, darbas tęsis toliau.
Neabejotina, kad tokios ištvermingos baterijos pravers kosmoso tyrinėjimams. Kaip ir giliai po vandeniu dirbantiems robotams, kadangi nebijo drėgmės ir druskingos aplinkos.
