В MIT создали самую длинную в мире гибкую волоконно-оптическую батарею — Роботех

В MIT создали самую длинную в мире гибкую волоконно-оптическую батарею

Исследователи разработали перезаряжаемую литий-ионную батарею в виде сверхдлинного волокна, которое можно вплетать в ткань. Батарея может использоваться для самых разных носимых электронных устройств и даже для изготовления аккумуляторов, напечатанных на 3D-принтере, практически любой формы.

Исследователи видят новые возможности для автономных устройств связи, считывания и вычислений, которые можно было бы носить как обычную одежду, а также устройств, батареи которых также можно было бы использовать в качестве структурных частей.

В качестве доказательства концепции команда разработчиков новой аккумуляторной технологии произвела самую длинную в мире гибкую волоконно-оптическую батарею, длиной 140 метров.

Новая волоконная батарея производится с использованием новых аккумуляторных гелей и стандартной системы вытягивания волокна, которая начинается с большого цилиндра, содержащего все компоненты, а затем нагревается до температуры чуть ниже точки плавления. Материал протягивается через узкое отверстие, чтобы сжать все детали до доли от их первоначального диаметра, сохраняя при этом все исходное расположение деталей.

В то время как другие ученые изготавливали батареи в форме волокна с использованием основных материалов на внешней стороне нити, эта система включает литий и другие материалы внутри волокна с защитным внешним покрытием, делая эту версию более стабильной и водонепроницаемой.

Тот факт, что ученым удалось сделать 140-метровую оптоволоконную батарею, показывает, что «нет очевидного верхнего предела для длины.

Демонстрационное устройство, использующее новую волоконно-оптическую батарею, включало в себя систему связи «Li-Fi», в которой для передачи данных используются световые импульсы, и включало микрофон, предусилитель, транзистор и диоды для установления оптического канала передачи данных между устройствами тканого полотна.

«Когда мы внедряем активные материалы внутрь волокна, это означает, что чувствительные компоненты батареи уже имеют хорошее уплотнение, — говорит докторант МИТ Турал Худиев, — и все активные материалы очень хорошо интегрированы, поэтому они не меняют своего положения».

По его словам, произведенное на сегодняшний день 140-метровое волокно имеет емкость накопителя энергии в 123 миллиампер-часа, с помощью которой можно заряжать умные часы или телефоны. Волоконное устройство имеет толщину всего несколько сотен микрон, что тоньше, чем все предыдущие попытки производства батарей в форме волокна.

«Прелесть нашего подхода в том, что мы можем встроить несколько устройств в отдельное волокно, — говорит бывший докторант MIT Чон Тэ Ли, — в отличие от других подходов, которые требуют интеграции нескольких оптоволоконных устройств». Они продемонстрировали интеграцию светодиода и литий-ионного аккумулятора в одном волокне, и он считает, что в будущем в таком небольшом пространстве можно будет объединить более трех или четырех устройств.

В дополнение к отдельным одномерным волокнам, которые могут быть сотканы для производства двухмерных тканей, этот материал также можно использовать в 3D-печати или системах нестандартной формы для создания твердых объектов, таких как оболочки, которые могут составить структуру устройство и служить источником питания.

Команда уже подала заявку на патент на процесс и продолжает разработку дальнейших улучшений в мощности и вариаций материалов, используемых для повышения эффективности. Худиев говорит, что такие оптоволоконные батареи могут быть готовы к использованию в коммерческих продуктах в течение нескольких лет.

Напомним, ранее гарвардские ученые создали самый долговечный литиевый аккумулятор.

Add a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *