Новая батарея заряжается без розетки

Как бы вы отнеслись к возможности зарядки батареи своего телефона при её закреплении на… подмётке ботинка?

Этот странный сценарий неожиданно стал явью благодаря усилиям учёных из Технологического института Джорджии (США). Их «источник питания», построенный на основе круглой литиевой батареи размером с монетку, может заряжаться от периодического механического сдавливания.

«Источник питания» на основе круглой литиевой батареи способен заряжаться от периодического механического сдавливания. (Иллюстрация ACS.)

Чтобы добиться этого, авторы разработки заменили проницаемую для ионов полиэтиленовую плёнку, разделяющую анод и катод в литиевых батарейках, на плёнку из пьезоэлектрического поли(винилидендифторида) — PVDF. При сдавливании часть зарядов, обусловленных частичной поляризацией молекул PVDF, оказывается на обеих поверхностях полимерной плёнки, создавая пьезоэлектрическое поле, которое притягивает некоторое количество свободных литиевых ионов из традиционного LiCoO₂-катода через LiPF₆-электролит и далее сквозь мембрану в направлении нанотрубчатого TiO₂-анода. Это обеспечивает необходимую движущую силу, под действием которой происходит окисление катода, высвобождение всё большего числа ионов лития и электронов, которые затем восстанавливают и инкорпорируются в анод. При каждом сдавливании процесс зарядки продолжается до тех пор, пока система не достигнет химического равновесия.

Даже используя для своего «источника питания» довольно жёсткий корпус круглой литиевой батареи, разработчики смогли создать ячейку, которая, зарядившись таким нехитрым образом, питала калькулятор.

Интересная задумка. Вопрос лишь в том, как долго конструкция батареи будет терпеть постоянную деформацию. А ещё нам любопытно вот что: не придётся ли пройти марафонскую дистанцию, прежде чем батарея зарядится?

Дополнительные подробности о новой батарее можно найти в журнале Nano Letters. Статья находится в открытом доступе.

Подготовлено по материалам Королевского химического общества.