จากโทรศัพท์มือถือของเราไปจนถึงสมาร์ทวอทช์และแล็ปท็อปของเราเราถูกล้อมรอบด้วยอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ วันนี้แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่มากของเทคโนโลยีของเรา – แต่ถ้าพวกเขาสามารถอ่อนไหวยืดหยุ่นและพิมพ์ได้?
การยอมรับความคิดนี้นักวิจัยในสวีเดนได้พัฒนาแบตเตอรี่ของเหลวที่สามารถหล่อหลอมได้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน จากรายละเอียดในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 11 เมษายนในวารสารวิทยาศาสตร์แบตเตอรี่ใช้ประโยชน์จากขั้วไฟฟ้า – วัสดุนำไฟฟ้าคีย์ในแบตเตอรี่ – ในรูปแบบของเหลว โครงสร้างอ่อนนวนิยายปูทางวิธีการออกแบบที่เป็นนวัตกรรมของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในอนาคต
“ แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกวันนี้พวกเขามีความแข็งแกร่งและค่อนข้างใหญ่ แต่ด้วยแบตเตอรี่ที่นุ่มและสอดคล้องกันไม่มีข้อ จำกัด ด้านการออกแบบมันสามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวิธีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงและปรับให้เข้ากับผู้ใช้” Aiman Rahmanudin ผู้ร่วมการศึกษากล่าว “ พื้นผิวเป็นเหมือนยาสีฟันวัสดุสามารถใช้ในเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างแบตเตอรี่ตามที่คุณต้องการ”
ตามคำแถลงความพยายามก่อนหน้านี้เพื่อให้ได้แบตเตอรี่ที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเชิงกลเช่นการเชื่อมต่อแบบเลื่อนหรือวัสดุที่หายากที่ต้องการซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมในการประมวลผล กุญแจสำคัญสำหรับ Rahmanudin และความสำเร็จของเพื่อนร่วมงานของเขาคือการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าเป็นรูปแบบของเหลว
เพื่อให้เข้าใจถึงความสำคัญของความสำเร็จนี้สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร พูดง่ายๆคือแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีประกอบด้วยโลหะสองชนิดหรืออิเล็กโทรดที่แตกต่างกัน: ขั้วบวกและแคโทด ปฏิกิริยาทางเคมีทำให้อิเล็กตรอนไหลจากขั้วบวกไปยังแคโทด – กระบวนการที่เราเรียกว่าไฟฟ้า – ซึ่งสามารถทำงานได้เมื่อมันเคลื่อนที่เช่นการขับเคลื่อนหลอดไฟหรืออุปกรณ์ แบตเตอรี่ขนาดใหญ่มีความจุไฟฟ้ามากขึ้น แต่ก็หนาขึ้นและมีความเข้มข้นมากขึ้น – อิเล็กโทรด
“ เราเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่ากำลังการผลิตเป็นอิสระจากความแข็งแกร่ง” ราห์มานูดินซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยของกลุ่มอิเล็กทรอนิกส์ที่อ่อนนุ่มของมหาวิทยาลัยLinköpingที่ห้องปฏิบัติการอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์
ความพยายามก่อนหน้านี้ในการพัฒนาอิเล็กโทรดของเหลวขึ้นอยู่กับโลหะเหลวที่บางครั้งเป็นของแข็งตามคำสั่ง ในการหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ทีมใช้พลาสติกที่สามารถดำเนินการไฟฟ้าได้ – เรียกว่าพอลิเมอร์คอนจูเกต – และลิกนินซึ่งเป็นของเสียในการผลิตกระดาษ แบตเตอรี่ที่เกิดขึ้นสามารถชาร์จได้มากกว่า 500 ครั้งแม้ว่าจะยืดให้ยาวเป็นสองเท่าของความยาวเดิม
ยิ่งไปกว่านั้น“ เนื่องจากวัสดุในแบตเตอรี่เป็นพอลิเมอร์คอนจูเกตและลิกนินวัตถุดิบมีมากมายโดยการเปลี่ยนผลพลอยได้เช่นลิกนินในสินค้ามูลค่าสูงเช่นวัสดุแบตเตอรี่ ก้าวไปข้างหน้าทีมหวังที่จะปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่
“ เราได้แสดงให้เห็นว่าแนวคิดนี้ใช้งานได้ แต่ต้องมีการปรับปรุงประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน 0.9 โวลต์” Rahmanudin อธิบาย สำหรับการเปรียบเทียบแบตเตอรี่ AA มาตรฐานอยู่ระหว่าง 1.2 ถึง 1.5 โวลต์และสมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ทำงานอยู่ระหว่าง 3.7 ถึง 4.2 โวลต์ “ ตอนนี้เราจะดูการใช้สารเคมีอื่น ๆ เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า”
โดยการทำลายแม่พิมพ์อย่างแท้จริงการศึกษาจะเปิดประตูสู่อาณาจักรแห่งความเป็นไปได้ในการออกแบบใหม่ทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่