Nuova batteria per l'elettronica indossabile

Una nuova batteria estensibile può alimentare l'elettronica indossabile. Il dispositivo sperimentale promette di fornire una fonte di alimentazione sicura e confortevole per le tecnologie che devono piegarsi e flettersi con i nostri corpi.

L'elettronica si sta diffondendo ovunque: sui nostri grembiuli, nelle tasche e nelle borse e, sempre più, si è rannicchiata contro la nostra pelle o cucita nei nostri vestiti. Tuttavia, l'utilizzo di dispositivi elettronici indossabili è stata finora limitata dalla necessità di ricavare energia da batterie voluminose e rigide che riducono il comfort e possono presentare rischi di sicurezza a causa di perdite chimiche o combustione.

Ora i ricercatori di Stanford hanno sviluppato una batteria morbida ed estensibile che si basa su un tipo speciale di plastica per immagazzinare energia in modo più sicuro rispetto alle formulazioni infiammabili utilizzate oggi nelle batterie convenzionali.

La dottoressa Zhenan Bao (1) è l'ingegnere chimico che ha collaborato con lo scienziato dei materiali Yi Cui (2) per sviluppare il dispositivo descritto su Nature Communications. (3)

L'uso di materie plastiche o polimeri nelle batterie non è nuovo. Per qualche tempo, le batterie agli ioni di litio hanno usato i polimeri come elettroliti, la fonte di energia che trasporta gli ioni negativi al polo positivo della batteria. Fino ad ora, tuttavia, quegli elettroliti polimerici erano gel fluidi che in alcuni casi potevano fuoriuscire o esplodere.

Per evitare tali rischi, i ricercatori di Stanford hanno sviluppato un polimero solido ed estensibile, piuttosto che appiccicoso e potenzialmente colante, capace di trasporta una carica elettrica tra i poli della batteria. Nei test di laboratorio la batteria sperimentale ha mantenuto una potenza costante anche se schiacciata, piegata e allungata di quasi il doppio della sua lunghezza originale.

Il prototipo ha dimensioni ridotte e immagazzina all'incirca la metà di energia rispetto a una batteria convenzionale di dimensioni comparabili. Lo studente laureato David Mackanic (4) ha dichiarato che il team sta lavorando per aumentare la densità di energia della batteria estensibile, costruire versioni più grandi del dispositivo ed eseguire esperimenti futuri per dimostrare le sue prestazioni fuori dal laboratorio. Una potenziale applicazione per tale dispositivo sarebbe quella di alimentare sensori estensibili progettati per aderire alla pelle con lo scopo di monitorare la frequenza cardiaca e altri segni vitali come parte della tecnologia indossabile BodyNet (5) in fase di sviluppo nel laboratorio della dottoressa Zhenan Bao.

Riferimenti:

(1) Zhenan Bao

(2) Yi Cui

(3) Decoupling of mechanical properties and ionic conductivity in supramolecular lithium ion conductors

(4) David Mackanic

(5) Stanford engineers have developed wireless sensors that stick to the skin to track our health

Descrizione foto: le persone si flettono e si piegano. Peccato che i loro gadget non possano fare questo. Ora una batteria sperimentale promette di fare proprio questo. La batteria morbida ha mantenuto una potenza costante anche se allungata di quasi due volte la sua lunghezza originale. Nei test di laboratorio ha anche fornito potenza costante quando il materiale è stato spremuto, piegato e allungato più volte. Un team guidato dallo studente laureato David Mackanic, nel laboratorio dell'ingegnere chimico di Stanford Zhenan Bao, sta attualmente perfezionando il suo design per generare più energia e dimostrare che la tecnologia può funzionare al di fuori del laboratorio.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Electronics are showing up everywhere: on our laps, in pockets and purses and, increasingly, snuggled up against our skin or sewed into our clothing.