علماء صينيون يطورون بطاريات قابلة للارتداء قادرة على شحن الهواتف الذكية

شانغهاي 27 أبريل 2024 (شينخوا) طوّر فريق من العلماء الصينيين قطعة ملابس ناعمة وقابلة للتنفس لا يمكنها فقط تخزين الطاقة، بل وتشغيل الأجهزة الإلكترونية الشخصية مثل الهواتف والساعات الذكية.

ويعد استبدال الإلكتروليتات السائلة التقليدية بإلكتروليتات هُلام البوليمر استراتيجية عالية الفعالية لتعزيز مرونة البطاريات القابلة للارتداء.

وعلى الرغم من ذلك، فإن الترطيب غير الكافي في الواجهة بين إلكتروليت هُلام البوليمر والقطب الكهربائي يؤدي إلى تدهور الأداء الكهروكيميائي، خاصة عندما تتعرض البطارية للتشوه.

وفي هذا السياق؛ قام الباحثون من جامعة فودان بتشكيل هياكل قنوات داخل تصميمات الأقطاب الكهربائية، وهو نهج مبتكر يخلق واجهات عميقة ومستقرة، ما يُعزز بالتالي أداء وموثوقية البطاريات القابلة للارتداء.

واستلهم الباحثون ابتكارهم من الظاهرة الطبيعية حيث يتشابك بإحكام نبات اللبلاب مع فروع الكروم لتشكيل ألياف قطب كهربائي متعددة تدور معاً لتشكيل قنوات متوافقة، حيث قاموا نتيجة ذلك بتصميم سطح كل ليف قطب كهربائي بقنوات متصلة بالشبكة.

وبحسب الدراسة التي نُشرت هذا الأسبوع في مجلة "نيتشر"، تم اختراق محلول المونومر على طول القنوات المتوافقة، ومن ثم الوصول إلى القنوات المتصلة بالشبكة لتشكيل هلام إلكتروليت.

وتمكن فريق العلماء من تصنيع بطاريات ليثيوم-أيون من الألياف تتميز بطول يصل إلى عدة كيلومترات وكثافة طاقة عالية ما يُمكّنها من توفير الطاقة بشكل فعّال للأجهزة الكهربائية مثل الطائرات بدون طيار.

وفي هذا السياق؛ قال بنغ هوي شنغ المؤلف المقابل للورقة البحثية، إنهم أنشأوا خط إنتاج تجريبياً وحققوا قدرة إنتاجية تبلغ 300 واط/ساعة في الساعة، ما يعادل البطارية المنتجة في الساعة القادرة على شحن 20 هاتفاً محمولاً في وقت واحد.

وأضاف بنغ أن بطارية الألياف تُظهر آفاقاً واعدة للتطبيقات في مكافحة الحرائق والإغاثة في حالات الكوارث والبعثات القطبية والفضاء.