Гибкая батарея на влаге из воздуха проработала 30 часов и сожгла датчик за 3 минуты
Учёные из Университета Райса и Университета штата Северная Каролина показали гибкую батарею, которой не нужна предварительная зарядка. Её хранят герметично, а потом она сама запускается от влажного воздуха: внутри формируется электролит, и появляется ток. В лабораторном тесте этого хватило, чтобы беспроводной Bluetooth-оксиметр проработал 30 часов.
По устройству она заметно отличается от обычных батарей с жидким электролитом. Здесь его заменяет целлюлозная мембрана, пропитанная хлоридом лития. Пока корпус запаян, всё тихо. Но стоит внутрь попасть влаге из воздуха, мембрана впитывает воду, соль растворяется, и батарея выходит на рабочий режим.
Внутри стоят магниевый анод и катод на основе системы серебро/хлорид серебра. Разработчики отдельно делают упор на безопасность: в схеме нет токсичных и легко воспламеняющихся жидкостей, из-за которых миниатюрные аккумуляторы часто не пускают в медтехнику и носимую электронику. И ещё один момент: до вскрытия упаковки батарея может лежать без деградации.
Чтобы она не теряла форму при изгибе, исследователи ориентировались на чешую панголина. Перекрывающиеся элементы корпуса дают ей возможность гнуться, растягиваться и скручиваться без заметной просадки по характеристикам. Это нужно не для эффектной картинки: пластыри с датчиками, мягкие медицинские сенсоры и одноразовые трекеры редко живут в жёстких корпусах.
Самая странная часть проекта — защита электроники. Если кто-то вскрывает герметичный блок, нарушается разделение реагентов с алюминием и йодом, и запускается экзотермическая реакция. В демонстрации она вывела беспроводной датчик из строя примерно за три минуты. Для защищённой электроники это рабочий сценарий: похожие механизмы самоуничтожения раньше чаще показывали в военных и исследовательских прототипах, а не в компактных батареях для датчиков.
У разработки есть вполне понятная ниша. По оценкам Statista, число подключённых IoT-устройств в мире уже перевалило за 30 млрд, и заметная часть таких датчиков работает там, где к ним не подойдёшь каждый день. Носимая электроника тоже давно ищет гибкие источники питания. В медицине нужны не рекордные мощности, а безопасность, тонкий корпус и понятный срок службы. На этом фоне батарея, которая активируется влажностью воздуха и не требует подзарядки перед использованием, выглядит вполне практичным вариантом для сенсоров, пластырей и одноразовых медицинских модулей.
