Просто добавь воды: Вязаная батарейка работает на солёной жидкости

Большинство аккумуляторов жёсткие и несовместимы с водой. Но люди работают и отдыхают на морях и океанах, в устьях рек, так что у гибких и устойчивых к солёной воде источников питания есть перспективы завоевать рынок.


Исследователи из Китая сообщили в журнале «Прикладные материалы и интерфейсы» о создании прототипа батареи из нитей, которая работает при погружении в морскую воду.

Гибкие, похожие на пряжу аккумуляторы можно вязать или плести из них различные фигуры. Учёные предложили использовать солёную воду в качестве электролита, то есть жидкости, которая проводит электричество за счёт распада на ионы.

Янь Цяо и Чжисун Лу с коллегами ранее создали водостойкую батарею из углеродного волокна и хлопковой пряжи. В той предыдущей научной работе электролитом для фитнес-трекеров служил пот. Но морская вода также содержит ионы, то есть может служить электролитом. Поэтому Цяо и Лу сотоварищи хотели разработать морскую версию перезаряжаемой батареи, похожей на пряжу.

Чтобы создать электроды для батарей на морской воде, исследователи из КНР обработали пучки углеродного волокна электропроводящими покрытиями: гексацианоферратом никеля для получения положительного электрода (катода) и полиамидом для отрицательного электрода (анода). Затем исследователи скрутили два пучка вместе, чтобы сформировать нити-катоды и нити-аноды.

Чтобы подготовить аккумулятор, учёные обернули катодную нить слоем стекловолокна, уложили её вдоль анода и поместили обе нити в нетканый проницаемый материал. Материал защищает электроды и в то же время позволяет морской воде контактировать с ними.

В ходе тестирования в солёной воде аккумулятор продолжал сохранять электрический заряд после 4000 сгибаний. Затем, при проверке в реальной морской воде, элемент питания сохранил большую часть первоначальной эффективности зарядки и ёмкости после 200 циклов зарядки и разрядки.



Наконец, при эксперименте изобретатели сплели из нити рыболовную сеть (заглавное фото) и связали из своей особой пряжи прямоугольный кусок «трикотажа», как показано на фото выше. Затем сеть смочили морской водой, чтобы она впитала электролит и таким образом возник заряд тока. Батарейка смогла зажечь 10 светодиодов. А ткань, погружённая в раствор сульфата натрия (Na₂SO₄), более часа питала таймер.

Потенциальных применений у такой батарейки может быть множество: питание фонарей на рыболовных сетях и спасательных жилетах, освещение буёв и так далее.