باتری منعطف قابل شستشو

مجله خبری-سبک زندگی نگار: به نقل از نیو اطلس، وسایل الکترونیکی قابل تعبیه و بافت در پارچه‌ها، کاربرد‌های جالبی را نوید می‌دهند. از لباس‌هایی که بر فعالیت ماهیچه‌ها و تعداد تنفس نظارت می‌کنند گرفته تا لباس‌هایی که می‌توانند با یکدیگر صحبت کنند. توسعه منابع انرژی انعطاف پذیر برای تحقق این ایده‌ها یک زمینه تحقیقاتی مهم است و دانشمندان دانشگاه "بریتیش کلمبیا" اکنون راه حل ویژه‌ای را ارائه کرده‌اند که طبق ادعای آن‌ها می‌تواند اولین باتری باشد که هم انعطاف پذیر بوده و هم قابل شستشو است.

در چند سال گذشته، ما شاهد انواع راه‌حل‌های ذخیره انرژی منعطف بوده‌ایم که برای تامین انرژی دستگاه‌های پوشیدنی طراحی شده‌اند. از باتری‌هایی در مقیاس میلی‌متری که مانند چسب نواری روی پوست کشیده می‌شوند گرفته تا باتری‌های پارچه‌مانندی که انرژی را از عرق بدن می‌گیرند. اکنون محققان دانشگاه "بریتیش کلمبیا" برخی از پیشرفت‌های مهندسی را برای پر کردن شکاف‌های مهم در فناوری فعلی به کار گرفته‌اند.

دکتر "انگوک تان گوین" (Ngoc Tan Nguyen) نویسنده مسئول این مطالعه می‌گوید: لوازم الکترونیکی پوشیدنی، بازار بزرگی هستند و باتری‌های قابل کشش برای توسعه آن‌ها ضروری هستند. با این حال، تا به حال باتری‌های قابل کشش قابل شستشو نبوده‌اند و اگر بخواهند در برابر نیاز‌های استفاده روزمره مقاومت کنند، این یک افزودنی حیاتی است.

دانشمندان برای توسعه یک باتری با این قابلیت‌ها، در نحوه چیدمان این دستگاه‌ها بازنگری کردند. این تیم به جای ساخت یک باتری لیتیوم-یونی که مملو از مواد سخت درون یک پوسته سفت و سخت است، به روش شیمیایی جایگزین و استفاده از "روی" و "منگنز دی اکسید" روی آوردند که هزینه کم و ایمنی قابل توجهی دارد. این مواد به قطعات بسیار ریزی آسیاب شدند و در یک پلیمر جاسازی شدند تا لایه‌های فوق‌العاده نازک و منعطف را تشکیل دهند. سپس تعدادی از آن‌ها روی هم چیده شد و در همان پلیمر محصور شد تا محصول نهایی را تشکیل دهد.

"تان گوین" می‌گوید: ما "روی" و "منگنز" را انتخاب کردیم، زیرا برای دستگاه‌هایی که در کنار پوست بدن قرار می‌گیرند، مواد شیمیایی ایمن‌تری نسبت به باتری‌های لیتیوم-یونی هستند، چرا که این باتری‌ها می‌توانند در هنگام شکستن ترکیبات سمی تولید کنند.

این باتری جدید، انعطاف پذیر است و می‌تواند تا دو برابر طول معمول خود کشیده شود و همچنین دارای ظرفیت ویژه ۱۶۰ میلی‌آمپر ساعتی در هر گرم است و ۷۵ درصد ظرفیت خود را در ۵۰۰ چرخه شارژ و تخلیه شارژ حفظ می‌کند.

همچنین محققان دریافتند که این باری جدید به شکل چشمگیری می‌تواند ۳۹ بار شستشو را تحمل کند.

"بهار ایرانپور" دانشمند ایرانی عضو این تیم تحقیقاتی می‌گوید: ما نمونه‌های اولیه خود را در ماشین‌های لباسشویی خانگی و تجاری قرار دادیم و مشاهده کردیم که آن‌ها بدون آسیب و و کاربردی ظاهر شدند و اینگونه است که ما می‌دانیم این باتری واقعاً مقاوم و قابل شستشو است.

این تیم اکنون در حال کار برای بهبود توان خروجی و طول عمر این باتری جدید است و می‌گوید که این باتری از همین حالا توجهات تجاری را به خود جلب کرده است و انتظار می‌رود هزینه آن به اندازه یک باتری قابل شارژ استاندارد باشد.

محققان تصور می‌کنند که از این باتری در ساعت‌های هوشمند و پوشیدنی‌هایی که علائم حیاتی را اندازه‌گیری می‌کنند و همچنین لباس‌های هوشمند استفاده شود.

دکتر "جان مدن" استاد مهندسی برق و کامپیوتر این دانشگاه که نظارت بر این پروژه را بر عهده داشت، می‌گوید: مواد مورد استفاده فوق‌العاده کم‌هزینه هستند، بنابراین اگر این مواد به مقدار زیاد ساخته شود، ارزان خواهد بود.

این تحقیق در مجله Advanced Energy Materials منتشر شده است.