Σε μια εποχή όπου οι τεχνολογικές συσκευές έχουν ενσωματωθεί πλήρως στην καθημερινότητά μας, οι μπαταρίες αποτελούν τον αόρατο ακρογωνιαίο λίθο της καθημερινότητάς μας. Η ενέργεια μάς περιβάλλει, τροφοδοτώντας τα πάντα – από smartphones και φορετά (wearables) μέχρι φορητούς υπολογιστές. Όμως, οι παραδοσιακές μπαταρίες είναι κατά κανόνα άκαμπτες και περιοριστικές. Θα μπορούσαν οι μπαταρίες του αύριο να πάρουν νέες μορφές – ακόμη και να εκτυπώνονται τρισδιάστατα;
Με αυτό το όραμα, Σουηδοί ερευνητές δημιούργησαν μια εύπλαστη, ρευστή μπαταρία που μπορεί να πάρει διάφορα σχήματα. Όπως περιγράφεται σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, η νέα μπαταρία χρησιμοποιεί υγρής μορφής ηλεκτρόδια – τα βασικά αγώγιμα υλικά μιας μπαταρίας.
«Οι μπαταρίες αποτελούν το πιο ογκώδες στοιχείο στις περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές. Οι υπάρχουσες μπαταρίες είναι στέρεες και άκαμπτες. Μια μαλακή και εύπλαστη μπαταρία ανοίγει νέους ορίζοντες στον σχεδιασμό τους, χωρίς τους περιορισμούς των παραδοσιακών λύσεων. Μπορεί να ενσωματωθεί στα ηλεκτρονικά με εντελώς διαφορετικό τρόπο και να προσαρμοστεί στις ανάγκες του χρήστη», δήλωσε ο Άιμαν Ραχμανούντιν, συν-συγγραφέας της μελέτης. «Η υφή της μοιάζει με αυτή μιας οδοντόκρεμας. Μπορεί, για παράδειγμα, να εκτυπωθεί τρισδιάστατα στο σχήμα που θέλουμε» πρόσθεσε.
«Είμαστε οι πρώτοι που δείχνουμε ότι η χωρητικότητα δεν εξαρτάται από το πόσο σκληρή είναι η μπαταρία», σημείωσε ο ερευνητής ο οποίος είναι επίσης επικεφαλής ερευνητής στο εργαστήριο Οργανικών Ηλεκτρονικών στο Πανεπιστήμιο του Linköping.
Οι προηγούμενες προσπάθειες βασίζονταν σε υγρά μέταλλα που συχνά στερεοποιούνταν. Για να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε αγώγιμα πλαστικά (συζευγμένα πολυμερή) και λιγνίνη, ένα παραπροϊόν της παραγωγής χαρτιού. Το αποτέλεσμα ήταν μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία η οποία φτάνει τους 500 κύκλους φόρτισης και παραμένει λειτουργική ακόμη κι όταν τεντωθεί στο διπλάσιο του αρχικού της μήκους.
«Επιπλέον, εφόσον τα υλικά της μπαταρίας είναι συζευγμένα πολυμερή και λιγνίνη, οι πρώτες ύλες είναι άφθονες. Με το να αξιοποιούμε ένα παραπροϊόν όπως η λιγνίνη σε ένα υλικό υψηλής αξίας, όπως οι μπαταρίες, συμβάλλουμε σε μια πιο κυκλική οικονομία. Πρόκειται για μια βιώσιμη εναλλακτική λύση», τόνισε ο Μόσεν Μοχαμάντι, κύριος συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο ίδιο εργαστήριο.
Η ομάδα σκοπεύει τώρα να βελτιώσει περαιτέρω την τάση εξόδου της μπαταρίας.
«Αποδείξαμε ότι η ιδέα λειτουργεί, αλλά η απόδοση χρειάζεται βελτίωση. Η τάση είναι αυτή τη στιγμή 0,9 βολτ», εξηγεί ο Ραχμανούντιν.
Συγκριτικά, μια μπαταρία AA φτάνει τα 1,2 έως 1,5 βολτ, ενώ τα περισσότερα smartphones λειτουργούν στα 3,7 έως 4,2 βολτ. Οι ερευνητές σκοπεύουν να δοκιμάσουν και άλλες χημικές ενώσεις προκειμένου να αυξήσουν την τάση της μπαταρίας. Με αυτήν τη ριζικά νέα προσέγγιση, η μελέτη ανοίγει τον δρόμο για επαναστατικές δυνατότητες σχεδίασης συσκευών που τροφοδοτούνται με μπαταρίες.
