Электроника, встроенная в текстиль, обещает открыть  массу интересных возможностей: от одежды, которая контролирует мышечную активность и отслеживает дыхание, до вещей, которые могут обмениваться информацией друг с другом. Разработка эластичных источников питания для них - не менее важная область исследований. Ученые из Университета Британской Колумбии, (Канада) предложили весьма интересное решение. Они создали аккумулятор, который можно одновременно деформировать и стирать.

Доктор Нгок Тан Нгуен и его коллеги создали аккумуляторный элемент, который одновременно является гибким и устойчивым к стирке.Батарея работает даже при скручивании или растяжении в два раза больше своей обычной длины, а также после многократных стирок. Kai Jacobson

 

За последние время появилось множество растягивающихся накопителей энергии, предназначенных для питания носимых устройств: от батарей толщиной в миллиметр, которые растягиваются на коже, как пластырь, до аккумуляторов из ткани, которые получают энергию от пота. Команда Университета Британской Колумбии решила устранить ряд пробелов в существующей технологии, воспользовавшись достижениями инженерной мысли.

"Носимая электроника - это важный рынок, и эластичные батареи играют важную роль в его развитии", - говорит автор исследования доктор Нгок Тан Нгуен. "Однако до сих пор гибкие аккумуляторы нельзя было стирать. Это очень важное преимущество, если мы хотим, чтобы они выдерживали требования повседневного использования". 

Чтобы разработать такую батарею, ученые пересмотрели принцип работы этих устройств. Привычный литий-ионный аккумулятор, состоит из твердых материалов, помещенных в жесткий корпус. Но ученые решили использовать альтернативный подход. Они использовали  химический состав из цинка и диоксида марганца, который к тому же является достаточно дешевым и безопасным веществом.

Данное вещество было измельчено до порошкообразного состояния и введено в полимер, из которого были сформированы ультратонкие растяжимые слои, объединенные затем в единый гибкий материал.  

"Мы выбрали марганцево-цинковый состав, потому что для устройств, носимых рядом с кожей,  он является более безопасным вариантом , чем литий-ионные батареи, которые при разрушении могут выделять токсичные вещества", - говорит Нгуен.

Созданная таким образом гибкая батарея может растягиваться в два раза от своей обычной длины, имеет удельную емкость 160 мАч/г (миллиампер-часов на грамм) и сохраняет 75 процентов своей емкости в течение 500 циклов зарядки и разрядки. Кроме того новый элемент выдержал 39 циклов стирки.

"Мы подвергли наши прототипы настоящему испытанию в домашних и коммерческих стиральных машинах", - говорит член команды Бахар Иранпур. "Они остались целыми и полностью работоспособными ".

Сейчас команда работает над увеличением мощности и срока службы батарей. Ученые сообщили, что новая технология уже вызвала коммерческий интерес. Ожидается, что цена готового устройства будет сравнима со стоимостью стандартной аккумуляторной батареи такой же мощности.

"Используемые материалы безопасны для человека и очень дешевы, особенно если наши аккумуляторы будут производиться в больших объемах ", - говорит профессор электротехники и вычислительной техники доктор Джон Мэдден. "Носимые устройства нуждаются в энергии. Создав мягкий, растягивающийся и моющийся элемент, мы делаем носимое питание удобным и комфортным".