Key takeaways
- Forskare har skapat en enhet som en dag kan eliminera behovet av ett separat batteri i bärbara enheter.
- Uppfinningen är en mjuk och töjbar enhet som omvandlar rörelse till elektricitet och kan fungera i våta miljöer.
- Forskare tävlar för att hitta nya sätt att driva personlig elektronik.
Din nästa bärbara enhet kanske inte behöver en separat strömkälla, tack vare de senaste framstegen inom batterivetenskap.
Forskare har skapat en mjuk och töjbar enhet som omvandlar rörelse till elektricitet och kan arbeta i våta miljöer. Uppfinningen lovar att driva bärbara enheter, ladda dem spontant utan behov av en extern strömkälla. Det är en del av en växande satsning på att hitta nya sätt att driva personlig elektronik.
"De dominerande batterierna för personlig elektronik är litiumjonbatterier, som har varit de bästa uppladdningsbara batterierna i ungefär trettio år", Bingqing Wei, chef för Center for Fuel Cells and Batteries vid University of Delaware, sa till Lifewire i en e-postintervju. Wei var inte involverad i den nya forskningen.
"Dagens Li-ion-batterier lider dock av säkerhetsproblem och begränsad kapacitet", tillade Wei.
Stretchig laddning
Forskare från North Carolina State University hoppas att deras nya uppfinning skulle kunna ta itu med några av begränsningarna med nuvarande batteriteknik. Hjärtat i energiskördaren de skapade är en flytande metallegering av gallium och indium. Legeringen är innesluten i en hydrogel - en mjuk, elastisk polymer svälld med vatten, enligt en nyligen publicerad tidning.
"Mekanisk energi - som den kinetiska energin från vind, vågor, kroppsrörelser och vibrationer från motorer - är riklig", sa Michael Dickey, en av tidningens författare, i ett pressmeddelande. "Vi har skapat en enhet som kan förvandla den här typen av mekanisk rörelse till elektricitet. Och en av dess anmärkningsvärda egenskaper är att den fungerar perfekt under vattnet."
Forskarna arbetar med ett annat projekt för att driva bärbara enheter genom att öka skördarens effekt.
Battery Innovations
Forskare över hela världen tävlar för att hitta nya sätt att driva elektronik, sa Chibueze Amanchukwu, professor i molekylär teknik vid University of Chicago, till Lifewire i en e-postintervju. Ett tillvägagångssätt är att öka batteriernas energitäthet för att öka batteritiden.
"Dessa projekt fokuserar på att ersätta grafit i batteriet med kisel och litiummetall", sa Amanchukwu. "För att komma till rätta med säkerhetsproblemen är forskare som jag intresserade av att helt ersätta de brandfarliga och farliga vätskorna i batteriet med icke brandfarliga solid-state versioner."
Innovationer inom batteriteknik kan resultera i ny och förbättrad personlig elektronik som inte är möjlig idag, sa Amanchukwu.
"Enheter skulle bli säkrare och hålla mycket längre, vilket innebär att de kan spela eller arbeta mer", tillade han. "Flexibla batterier skulle också tillåta bärbara personliga enheter som anpassar sig bättre efter kroppen (tänk på en riktigt flexibel Apple Watch) och kan driva "smarta kläder" och smarta IoT-enheter."
Nyckeln till ny batteriteknik handlar om att få bättre prestanda ur samma storlek, sa Amionx vd Jenna King till Lifewire i en e-postintervju.
"Det är därför vi ser så många företag fokuserade på att förbättra säkerheten för dessa batterier också", tillade King. "I huvudsak blir batteriet en kraftfullare bomb i samma paket."
Bättre batterier för en bättre framtid
En ny typ av batteri som använder nanokiselmaterial ersätter det typiska anodmaterialet (negativ elektrod) i litiumjonbatterier.
"Detta möjliggör ett mycket kraftfullare batteri, men det betyder också att batteriet utgör en större säkerhetsrisk", sa King. "Det finns också framsteg inom laddningsbara litiummetallbatterier som också ökar energitätheten. Industrin försöker övervinna problem med livslängden för dessa batterier samt risken för bränder eller explosioner."
Framtida batteriteknik kan hjälpa till att ta itu med klimatförändringsfrågor, sa Francis Wang, VD för NanoGraf Technologies, en startup för avancerad batterimaterial, till Lifewire i en e-postintervju.
"Bättre batterier kommer att möjliggöra en större och snabbare användning av elfordon, eftersom prestanda och prispunkter möter vanliga konsumentkrav", tillade Wang. "Förbättrade batterier kommer också att inleda en ny era av energitäthet i nätskala där batterier kommer att hjälpa till att balansera nätet och stödja lägre utsläpp."
