Инженеры MIT создали первую в мире гибкую батарею из оптоволокна длиной 140 метров

В США физики из Массачусетского технологического института (MIT) создали самую длинную гибкую литий-ионную батарею для электронных устройств. Подробнее об изобретении написал сайт института.

Инженеры разработали специальное оптическое волокно, которое можно вплетать в ткань или использовать в аккумуляторах любой формы, напечатанных на 3D-принтерах. С помощью такой технологии они предлагают создавать "умную" одежду или гибкие гаджеты нового поколения. В качестве демонстрации команда сплела волоконно-оптическую батарею длиной 140 м с емкостью 123 мА*ч и толщиной несколько сотен микрометра.

В составе были использованы аккумуляторные гели и стандартные системы вытягивания волокон. Большой цилиндр, наполненный необходимыми компонентами, нагрели до температуры чуть ниже плавления и протянули через узкое отверстие, чтобы уменьшить диаметр цилиндра и его содержимого, сохранив расположение всех компонентов. Стоит отметить, что некоторые ученые пытались размещать компоненты на внешней стороне волокон, но экспериментаторы из MIT разместили их внутри цилиндра-корпуса. Благодаря защите, которое обеспечивает внешнее покрытие, батарею удалось сделать очень надежной, водонепроницаемой, не воспламеняющейся и не подвергающейся коротким замыканиям.

Прототип устройства на базе нового волоконно-оптического аккумулятора представляет из себя систему связи "Li-Fi", в которой для передачи данных используются световые импульсы. Оно состоит из микрофона, предусилителя, транзистора и диодов для установления оптического канала трансляции между двумя устройствами из волокон.

Оптоволоконная батарея продолжает питать светодиод даже после того, как ее разрезали

"Когда мы внедряем активные материалы внутрь волокна, это означает, что чувствительные компоненты батареи уже достаточно уплотнены, и все активные материалы очень хорошо интегрированы, поэтому они не меняют своего положения во время перемещения. процесс. Кроме того, полученная в результате волоконная батарея намного тоньше и гибче, обеспечивая соотношение сторон, то есть отношение длины к ширине, до миллиона, что намного превосходит другие конструкции. Это делает практичным использование стандартного ткацкого оборудования для производства ткани, в которых встроены как батарейки, так и электронные системы", — заявил один из руководителей исследования Турал Худиев.

По словам ученых, с помощью таких батарей уже можно заряжать смарт-часы или мобильные телефоны. При этом к одному оптоволокну можно подключить одновременно несколько устройств. В будущем с помощью этой технологии смогут создать компактный "тканевый" компьютер. Кроме того, она уже сейчас способна одновременно служить и корпусом, и аккумулятором для устройств. В качестве доказательства инженеры покрыли оптико-волоконной батарей игрушечную подводную лодку и заставили ее работать. Батарея в виде волокна в будущем сможет использоваться и для оснащения электротранспорта, снизив его вес и повысив эффективность.

Исследователи обвили гибкой волоконно-оптической батареей корпус игрушечной подлодки

"Если вы хотите создавать сложные объекты с помощью 3D-печати, которые нуждаются в аккумуляторе, — это первая система, которая поможет вам реализовать такую идею на практике. После печати вам не нужно ничего добавлять, потому что все необходимые компоненты уже находятся внутри волокна, все металлы, все активные материалы и пр.", — рассказал Турал Худиев.

Команда уже подала заявку на патент на гибкую батарею и продолжает улучшать технологию, пытаясь повысить мощность и подобрать более эффективные материалы. Как считает Худиев, технология будет готова к использованию в коммерческих продуктах несколько лет спустя.