Создана ударостойкая мягкая батарея из дерева
Ученые из Швеции и США провели на базе Научного центра Валленберга Вуд Королевского технологического института уникальное научное исследование, в ходе которого создали мягкий материал для батареи, способный выдержать самое интенсивное внешнее воздействие, сообщает Nature Communications.
Для создание мягкой батареи, ученые использовали полученное из древесной массы целлюлозное нановолокно. Группа ученых из Королевского института и Стэндфордского университета создали мягкий материал для батареи, который является в разы прочнее, чем их традиционные жесткие аналоги, сообщил в своем пресс-релизе исследователь Королевского технологического института и Гарвардского университета Макс Хамеди.
«Можно создавать невероятные материалы из деревьев и целлюлозы. Одним из преимуществ древесного аэрогеля является то, что он может быть использован для трехмерных структур», - рассказывает Макс Хамеди.
«Существуют предельное значение того, насколько тонкий аккумулятор может быть, но это становится менее актуальным вопросом в 3D. Мы больше не ограничены двумя измерениями. Мы можем создавать в трех измерениях, что позволяет нам поместить больше электроники в меньшем пространстве», - подчеркивает Хамеди.
Структура 3D дает возможность сохранить значительно большее количество энергии в меньшем пространстве, чем это происходит с обычными батареями.
«Трехмерные, пористые материалы рассматривались как препятствие к созданию электродов. Но мы доказали, что это не проблема. На самом деле, этот тип структуры и материальная архитектура позволяют проявлять гибкость и свободу в дизайне батарей», - подмечает ученый.
Целлюлозное нановолокно, которое известно как целлюлозный нанофибрилл CNF создается с разрушения древесного волокна, что делает его в миллион раз тоньше. Целлюлозное нановолокно растворяют и замораживают. Далее производится холодная сушка, которая испаряет влагу, минуя жидкое состояние. После этого материал прессуют, благодаря чему молекулы стабилизируются так, что материал практически не разрушается.
«Результатом является материал, который является одновременно прочным, легким и мягким. Материал напоминает пену в матрасе, хотя он немного сложнее, легче и более пористый. Вы можете его трогать, не рискуя повредить», - говорит Хамеди.
Уже готовый аэрогель можно оснащать электронными свойствами.
«Мы используем очень точный метод, примерно на атомном уровне, добавляя чернила, которые проводят электричество, в аэрогель. Таким образом, можно покрыть всю поверхность изнутри», - отмечает Хамеди и сравнивает материал, с точки зрения площади поверхности, с легкими человека, которые при разворачивании могли бы накрыть площадь футбольного поля.
«Точно так же один кубический дециметр аккумуляторного материала будет иметь рабочую поверхность, площадь которой больше половины футбольного поля», - поясняет Макс. «Вы можете давить на него столько, сколько вы хотите. В то время как гибкая и растяжимая электроника уже существуют, ударостойкость является новшеством».
Толщина и форма новых аккумуляторов может быть какой угодно. Ученые уверены, что данная технология главным образом заинтересует производителей гибких гаджетов, а также производителей электрических автомобилей. Данный источник энергии, в кузове электрокара может также выполнять дополнительную функцию, которая обезопасит пассажиров, смягчая удар при аварии.
Источник:
