De ce dezvoltarea unei baterii de zinc reîncărcabilă este atât de importantă?

0

Imaginează-ţi dispozitivul FuelBand (brăţară care monitorizează activitatea fizică zilnică) de la Nike, sub forma unui inel mic pe degetul arătător sau un telefon mobil care este la fel de subţire şi de flexibil ca şi un card bancar. Astfel de forme, mici sau pur şi simplu neobişnuite, ar putea fi create dacă ar exista baterii suficient de subţiri, de flexibile şi de puternice pentru a alimenta aceste gadgeturi, relatează Businessweek.com.

Din câte se pare, bateriile reprezintă principalul obstacol în proiectarea modernă a electronicelor. Însă, într-un laborator mic din spatele Aeroportului Oakland din Alameda, California, un start-up nou, numit Imprint Energy, foloseşte cercetarea realizată la Universitatea Berkeley pentru a dezvolta o astfel de baterie, care “ar putea elibera creatorii de gadgeturi din capcana bateriei standard litiu-ion.” Cel puţin acesta este planul.

Folosind zinc în loc de litiu, împreună cu tehnologia de imprimare pe ecran (serigrafie), Imprint Energy a produs deja un numar redus de baterii reîncărcabile foarte subţiri, cu o denistate energetică mare, flexibile şi la un preţ mic pentru consumatorii piloţi.

Devin MacKenzie, directorul executiv de la Imprint Energy spune că “este greu să faci o baterie standard cu ioni de litiu subţire şi flexibilă.” “Este nevoie de multe învelişuri pentru a sigila litiul extrem de reactiv din baterii”.

“Dacă ai văzut vreodată videoclipuri pe YouTube cu baterii de litiu care se aprind în aer sau în apă, atunci ştii care este motivul pentru care aceste baterii sunt fabricate în acest mod. Însă, această arhitectură face bateriile cu ioni de litiu rigide şi voluminoase. Chiar şi cele mai subţiri laptopuri, cum ar fi Macbook Air, sau tablete, se confruntă cu limite ale design-ului impuse de dimensiunea şi greutatea bateriilor.”

Bateria proiectată de Imprint Energy abordează problema rigidităţii şi a caracterului voluminos prin eliminarea litiului. Compania, care are doar 8 angajaţi, a fost înfiinţată în 2010 de către studenţii Berkeley Christine Ho şi Brooks Kincaid. Specialiştii de la Imprint Energy utilizează zinc pentru partea anodă a bateriei, combinându-l cu un electrolit din polimer solid şi o catodă realizată dintr-un oxid metalic. O baterie este formată dintr-o anodă într-o parte şi o catodă în cealaltă parte, cu un electrolit la mijloc.

În cazul bateriei Imprint, ionii de zinc trec de la anodă la catodă prin electrolit, creând o reacţie chimică care permite electronilor să fie recoltaţi de-a lungul drumului.

MacKenzie a mai spus că, deşi zincul este folosit de mulţi ani în realizarea bateriilor, este extrem de dificil să faci baterii din zinc reîncărcabile. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când zincul este combinat cu un electrolit lichid, crează dendritele, fibre minuscule care cresc şi intervin în calea reacţiei de încărcare. Imprint Energy a depăşit acest obstacol prin utilizarea unui electrolit realizat dintr-un polimer slid combinat cu zinc.

Folosirea zincului înseamnă că bateriile Imprint au nevoie de mult mai puţine învelişuri, deoarece zincul nu este foarte reactiv cu mediul. Cu alte cuvinte, bateriile pot fi făcute mult mai subţiri (de grosimea a câteva fire de păr). Bateriile atât de mici ar putea alimenta mici etichete digitale inteligente, cum ar fi autocolantele de detectare a prospeţimii de pe alimente.

De asemenea, zincul transformă bateriile Imprint într-un produs mult mai sigur şi mai puţin toxic, decât bateriile pe bază de litiu. Echipa de la Imprint poate lucra cu bateriile pe bază de zinc în aer liber, iar acestea sunt mult mai sigure pentru crearea unor dispozitive care stau pe piele sau chiar în organismul uman. Imaginează-ţi o baterie cu litiu care să alimenteze un dispozitiv cardiac din cavitatea toracică a unui om. Nu e o imagine prea drăguţă.

O inovaţie suplimentară pe care a dezvoltat-o Imprint Energy este aceea că imprimă bateriile folosind tehnologia standard de serigrafie. Majoritatea bateriilor sunt realizate prin învelirea materialelor în folii, care sunt apoi asamblate în celule, însă, în acest caz, materialele bateriei sunt imprimate pe ecrane, la fel ca cerneala, în orice formă doreşte clientul. Clienţii vor plăti un preţ premium pentru bateriile create într-o formă personalizată pentru dispozitivele lor.

Compania poate produce în jur de 100 de celule pe zi cu ajutorul echipamentelor din laboratorul propriu. Aceasta este o cifră minusculă într-o lume a producătorilor giganţi de baterii din Asia, însă este suficient de mare pentru a distribui suficiente mostre către posibilii clienţi. În aproximativ doi-trei ani, Imprint va modela procesul de producţie la o scară comercială largă. Probabil nu îşi va construi propriile fabrici, dar va lucra îndeaproape cu parteneri de producţie sau chiar va vinde licenţa pentru tehnologia dezvoltată.

Deşi Imprint Energy este de abia la început, obiectivul principal al echipei îl reprezintă piaţa electronicelor mobile pentru consumatori şi pentru sectorul medical.

Industria dispozitivelor portabile ar putea obţine cele mai mari beneficii de pe urma caracterului inovativ şi a formelor subţiri ale bateriilor , precum şi de pe urma utilizării unor materiale mai sigure şi mai puţin toxice.

Pentru industria dispozitivelor portabile, bateria pe bază de zinc ar putea determina dezvoltarea unui nou tip de dispozitive mult mai ascunse, mai simplificate şi chiar mai funcţionale. Având în vedere faptul că sectorul electronicelor portabile este unul emergent, dar care ar putea deveni mult mai dezvoltat în următorii ani, un concept nou ar putea schimba complet industria dispozitivelor portabile.

Citește și

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.