Дослідники з Університету Пенсільванії (США) створили інноваційну гідрогелеву батарею, яка імітує природні електричні процеси електричного вугра. Ця технологія поєднує гнучкість, безпечність і високий рівень потужності, що робить її перспективною для широкого спектра застосувань, від переносної електроніки та медичних пристроїв до м’яких роботів.
Для створення батареї вчені нанесли кілька шарів гідрогелів різного типу, включно з багатими на воду провідними матеріалами, у строго визначеній послідовності. Такий підхід дозволяє відтворити іонні процеси, які електричні вугри використовують для генерування електричних імпульсів. Завдяки оптимізації хімічного складу і структурної організації шарів батарея досягла потужності, що перевищує показники традиційних м’яких батарей, а також забезпечує стабільну роботу навіть при згинанні чи розтягуванні.
Раніше подібні пристрої вимагали механічної підтримки для роботи. Команда Пенсільванського університету вирішила цю проблему, зробивши шари гідрогелю надзвичайно тонкими — лише 20 мікрометрів. Це дозволило збільшити вироблення енергії без зовнішньої підтримки, оскільки тонкий гідрогель знижує внутрішній опір і підвищує щільність потужності. Шари гідрогелю наносили за допомогою методу центрифугування на обертову поверхню, отримавши ультратонкі та однорідні покриття. Хімічний склад гідрогелю був налаштований для збереження механічної цілісності і низького електричного опору, щоб шари не відшаровувалися під час нанесення. Гідрогелеві батареї залишаються гнучкими, екологічно стабільними та нетоксичними. Вони зберігають воду кілька днів на повітрі та працюють за температур від -112 до 80 градусів за Фаренгейтом без замерзання. Потужність батарей досягає щільності близько 44 кВт/м³, що достатньо для роботи імплантованих датчиків, контролерів м’яких роботів та переносної електроніки. Пристрої функціонують без структурної підтримки, що дозволяє інтегрувати їх у біомедичні або майже біологічні системи. У майбутньому дослідники планують підвищити потужність батарей, поліпшити ефективність підзарядки та надати їм можливість самозарядки.
Раніше в Європі повідомляли про створення першої серійної твердотільної батареї. Фінський стартап Donut Lab розробив технологію, яка відкриває шлях до масового комерційного виробництва таких акумуляторів.