Biomorfní baterie pro roboty slibují až 72x větší zásoby energie

Představte si takovou tukovou zásobu, jakou mají různá zvířata; nebo ještě lépe, velblouda s jeho hrby. Tak podobně fungují zinkové biomorfní baterie, v současnosti jedna z nejžhavějších technologií v robotice.

Biomorfní baterie pro roboty slibují až 72x větší zásoby energie


Pandemie vědu nezastaví, a vývoj znovu nabíjecích zinkových baterií pevně integrovaných do „těla“ robota pokračuje.

Membrána baterie je z nanomateriálu založeném na recyklovaném kevlaru, takže je lehká a velmi odolná. Výzkumníci z Michiganské univerzity, kteří na baterii pracují, mluví o využití 30 let R&D.

Podobný vývoj baterií, a jejich integrace přímo do těla robota, je nutná vzhledem k jejich zmenšování. Pokud chtějí vědci vyvinout mikroskopické roboty schopné fungovat samostatně třeba v lidském těle – což mimo jiné chtějí – pak je zmenšování a zefektivňování baterií velmi důležité. To je ale vzdálená budoucnost, nyní si představme raději roboty o velikosti středního pavouka.

Biomorfní baterie by případně našly využití i jinde; jednou z největších překážek současných technologií jsou právě nedostatečná bateriová zařízení, která jsou moc velká, moc těžká a jejich efektivita je příliš nízká.

Zinkové biomorfní baterie mají potenciál výrazně překonat pokročilé lithiové baterie, ale bohužel jsou před vědci ještě roky výzkumu. První pokusy jsou ale slibné, jeden z autorů studie z Michiganské univerzity, Mingqiang Wang, uvažuje, že by roboti se exteriérem ze zinkové baterie mohly disponovat až 72x většími zásobami energie oproti robotům s jednou lithium-iontovou baterií.

Tyto zinkové baterie fungují na principu přeměny iontů hydroxidu mezi elektrodami zinku a elektrolytovou membránou na energii, a to za pomoci aramidových nanovláken a na vodě založeném polymerovém gelu, který iontům hydroxidu pomáhá fungovat tak, jak je pro baterii žádoucí. Aramidová nanovlákna jsou kevlarový materiál používaný v neprůstřelných vestách.

Baterie jsou z většiny netoxické a využívání méně vzácných materiálů, jsou tak šetrnější k přírodě. Baterie by po mechanickém poškození neměly začít hořet díky aramidovým nanovláknům a gelu.

Nevýhodou zinkových baterií je, že vysokou kapacitu si udrží jen na nějakých 100 cyklů – to je výrazně méně než lithium-iontové baterie třeba v našich smartphonech. Je to proto, že zinek si během procesu vytváří drobné bodce, nerovnosti, které nakonec prolomí membránu mezi elektrodami. Čím silnější jsou aramidová nanovlákna, tím déle baterie vydrží.

Úvodní foto: © Pavel Ignatov - Fotolia.com










Komentáře