Flexibele lithium-ionbatterij lost groot probleem op, zegt wetenschapper

De meeste wetenschappers bedenken ontwerpideeën na uren van talloze brainstormsessies en vergaderingen. Maar Yuan Yang, een assistent-professor in materiaalwetenschappen en engineering aan Columbia University, bedacht zijn grote idee tijdens een flits van inspiratie tijdens een training in de sportschool.

Het resultaat is het ontwerp voor een extreem flexibele en energierijke lithium-ionbatterij die de vorm heeft van de menselijke wervelkolom. Het resultaat is een batterij die draagbare opladers eindelijk een praktische realiteit zou kunnen maken - waarbij mensen zelfs kunnen rondlopen met riemen die zich verdubbelen als batterijen.

"Toen ik tijdens het doen van sit-ups aan een batterijontwerp dacht, begon ik na te denken over hoe ik mijn ruggengraat gebruikte om mijn lichaam plat te maken," vertelt Yang. omgekeerde. "Ik besefte dat onze wervelkolom flexibel is omdat het zowel harde als zachte sedimenten heeft. Dat heeft het idee geïnspireerd. '

Het ontwerp van Yang en zijn team, dat vandaag werd gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Geavanceerde materialen gebruikt dit nieuwe ontwerp om het energiedichtheidsprobleem op te lossen dat andere flexibele batterijontwerpen heeft bedorven. Welke voordelen deze eerdere batterijen ook hadden, ze werden overschaduwd door het feit dat ze niet veel energie konden opslaan.

Deze ruggengraatvormige voedingsbron neemt het traditionele ontwerp voor lithium-ionbatterijen en klapt deze verticaal. De onderzoekers sneden lange strips van de positief en negatief geladen componenten in batterijen, evenals het element dat hen scheidt, bekend als respectievelijk de anode, kathode en separator, en wikkelden ze rond een wervelstructuur. Dit wijnstokachtige ontwerp zorgt voor een robuuste energiedichtheid, net als uw standaard lithium-ionbatterij en een grote bewegingsvrijheid.

Yang ziet een breed scala aan mogelijke toepassingen voor het ontwerp van zijn team. Hij zegt dat er een grote markt moet zijn voor het verbeteren van consumententechnologie en het ontwikkelen van effectievere draagbare opladers. Zijn ontwerp zou de riemen op smartwatches kunnen vervangen om ze nog dunner te maken en het opladen van je telefoon onderweg eenvoudiger dan ooit te maken.

"Een ander mogelijk scenario is om riemen voor broeken te vervangen," zei hij. "Op deze manier kun je het, als je je iPhone op elk gewenst moment moet opladen, gewoon aan je riem hangen, wat kan worden gecombineerd met draadloze oplaadtechnologie."

Yang's team heeft alleen een prototype ontwikkeld om het te testen voor hun ontwerp, maar ze zijn in gesprek met investeerders over het commercieel beschikbaar maken ervan. Hij zei dat als alles goed gaat zijn team mogelijk iets voor de consument zou hebben om het in ongeveer drie jaar uit te proberen.

Zeg vaarwel tegen het vervoeren van die omvangrijke draagbare telefoonladers in de nabije toekomst.