Ученые создали гибкую батарею по образу тропического дерева

Корейские ученые из Улсанского национального института науки и технологий (UNIST) создали по образу тропического растения Жаботикаба растяжимый коллектор тока из углеродного полимерного материала. Затем они использовали его для создания гибкой заряжаемой литий-ионной батареи на водных электролитах, пишет Science Daily.

Гибкая и растяжимая электроника — одна из передовых областей исследований из-за растущей популярности носимых устройств. Высокий спрос на этом рынке заставил ученых искать растяжимые электроды, которые были не теряли прочность и проводимость при деформации. Хотя попыток было много, еще никто не смог достигнуть стадии коммерческого продукта.

Профессор Суджин Парк из корейской Школы энергетики и химических технологий решил эту проблему используя проводящий полимерный композит, состоящий из гибридных наполнителей, похожих на плоды бразильского дерева Жаботикаба, внутри которых — углеродные нанотрубки и сажа.

Исследовательская группа обнаружила, что композит сохраняет свою электропроводность даже при сильной деформации. Это делает его пригодным для использования в сильно растягиваемых водных литий-ионных батареях.

«Мы надеемся, что наши результаты расширят количество растягиваемых нанокомпозитов с электрохимическими и механическими свойствами, доступными для использования в самых разных областях», — говорит профессор Сео, который отвечал за изготовление растяжимых коллекторов тока.

Профессор Со Юн Ким из UNIST использовал метод малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS) для измерения поведения нанонаполнителей в полимерной матрице. Выяснилось, что различные типы углерода в наполнителе привели к образованию сильно взаимосвязанных и поддерживающих друг друга сетей.

Наконец, ученые разработали опытный образец литий-ионной батареи с описанным композитом в качестве коллектора тока, которая обеспечила 100% стабильную мощность даже при деформации. Для демонстрации использовался светодиод.

«Наше исследование может облегчить разработку растягиваемых нанокомпозитов с оптимизированными электрохимическими и механическими свойствами для использования в устройствах хранения энергии и растяжимой электронике», — говорит профессор Ким.