Fedezd fel az innovatív önregeneráló, rugalmas és nyújtható akkumulátort! | 24.hu

Egy új kutatás eredményeként sikerült kifejleszteni egy innovatív hidrogél-akkumulátort, mely kiemelkedően nyújtható, rugalmas és képes önregenerálódni. Ez az akkumulátor mentes a káros anyagoktól, és hatékonyan védi a nedvességtől - számol be róla a Live Science. A tudósok különböző mechanikai teszteket végeztek, beleértve a vágást, döfést és csavargatást, hogy felmérjék az anyag tartósságát és ellenállóságát.

A klasszikus lágy lítiumion-energiatárolók teljesítménye csökkenhet a nedvesség behatolása következtében, továbbá a mérgező és gyúlékony elektrolitok miatt potenciális biztonsági kockázatot is hordoznak. E problémákra reagálva Peisheng He, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem kutatója és csapata kifejlesztettek egy innovatív, fluormentes elektrolitot, amely új lehetőségeket nyújthat az energiatárolás terén.

A hidrogél akkumulátorok innovatív vízalapú elektrolitokat alkalmaznak, amelyek nemcsak hogy nem gyúlékonyak, de sokkal kisebb mértékben hajlamosak a szivárgásra és a robbanásra is. Az újonnan bemutatott prototípusban hidrogél szolgál elektrolitként és szeparátorként, és a szakértők véleménye szerint ez az eszköz a hagyományos akkumulátoroknál jelentősen biztonságosabb megoldást kínál.

A csapat különféle prototípusokat alapos tesztelésnek vetett alá: az energiatárolókat késekkel szúrták, csavarták, továbbá extrém hőmérsékletnek és páratartalomnak is kitetették őket.

Az akkumulátorok egy hónapon keresztül több mint 500 töltési-kisütési cikluson keresztül stabilan működtek.

A hidrogél még 50 százalékos relatív páratartalom mellett is kiválóan működött, így ellentétben a hagyományos lítiumion-akkumulátorokkal, nem igényelt merev és hermetikusan záródó borítást. Az öngyógyító hidrogél, az elektrolit és a rugalmas polimerekből készült csomagolás kombinációja lehetővé tette, hogy az energiatároló vágások után is képes legyen visszanyerni kapacitásának körülbelül 90 százalékát.

A hidrogél akkumulátorok vízalapú elektrolitjai polimerekre épülnek, amelyek jelentősen csökkentik az anyagsűrűséget. Ez a tulajdonság azonban hátrányosan befolyásolja a töltésmegtartási képességet. Míg a lítiumion-akkumulátorok esetében a kapacitás kilogrammonként elérheti a 200-300 kilowattórát, addig a hidrogél alapú megoldásoknál ez a szám csupán 50-150 kilowattórára korlátozódik.

A fentiek miatt a hagyományos energiatárolók alkalmasabban a nagyigényű alkalmazások, például elektromos járművek számára. A hidrogél akkumulátorok ugyanakkor jobban megfelelnek a következő generációs rugalmas elektronikai termékek számára - ezek közé tartoznak a ruházatba ágyazott fitneszkövetők, bioszenzorok és egészségi monitorok, valamint a beépített fűtőelemekkel és világítással ellátott ruhák. Az öngyógyító képesség komoly előnyt jelenthet a működtetés során, ezt akár az űrkutatásban is kamatoztathatnák.