Fabbricazione di celle Zn-PANI in geometrie arbitrarie. (a) Immagine ottica della lattina stampata e delle strutture del coperchio in diverse forme e dimensioni dell'imballaggio. (b) Schemi schematici che illustrano il processo di assemblaggio integrato per una batteria Zn-PANI rappresentativa a forma di H. (c) Immagini ottiche di batterie Zn-PANI assemblate in anello, H-, e forme cilindriche. (d) Immagine ottica della batteria sferica Zn-PANI che mostra la tensione della cella. (e) Immagine ottica di un LED azionato da due batterie Zn-PANI a forma di H collegate in serie. (f) Capacità di velocità e (g) prestazioni cicliche di una batteria Zn-PANI cilindrica misurata entro una finestra di tensione di 0,7-1,7 V a diverse velocità C. Credito: ACS Nano (2018). DOI:10.1021/acsnano.8b02744
Un team di ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology, L'Università di Harvard e il Korea Research Institute of Chemical Technology hanno sviluppato un modo per produrre batterie in quasi tutte le forme immaginabili. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista ACS Nano , i ricercatori descrivono il processo utilizzato per realizzare le batterie e il dispositivo che hanno creato per dimostrare il suono del concetto.
Le forme di molti piccoli dispositivi sono vincolate dai limiti della forma della batteria:orologi intelligenti, Per esempio. Le batterie piccole sono tipicamente a forma di moneta, rettangolare, cilindrico o a forma di sacchetto. I ricercatori con questo nuovo sforzo hanno sviluppato un nuovo modo per realizzare una batteria che potrebbe avere quasi qualsiasi forma che un produttore di prodotti potrebbe progettare.
I ricercatori riferiscono di aver scelto le batterie agli ioni di zinco perché possono essere utilizzate in sicurezza all'aria aperta, questo perché fanno uso di elettroliti a base d'acqua. Hanno esaminato i metodi di produzione utilizzati per vari prodotti, alla ricerca di tecniche per realizzare componenti della batteria in forme diverse. Per il catodo, hanno scoperto che l'elettrofilatura permetteva di tagliare le batterie nella forma desiderata. Per alcune altre parti, hanno usato la microlavorazione. Per l'imballaggio, usavano la stereolitografia. I collegamenti elettrici sono stati realizzati utilizzando una stampante 3D. Hanno messo insieme tutte le loro idee e hanno prodotto delle batterie a forma di lettere, anelli e cerchi.
Per testare le loro idee, i ricercatori hanno creato una batteria che potrebbe essere utilizzata per alimentare un sensore di luce fissato a un anello indossato al dito. Dimostrando con successo un tale dispositivo, il team ha dimostrato che le loro idee erano valide. Notano che lo stesso processo potrebbe essere utilizzato per creare altri nuovi dispositivi, e che sono disponibili anche altre opzioni, come l'utilizzo di batterie zinco-manganese per alimentare un supercondensatore al grafene.
I ricercatori notano anche che le batterie di design che hanno creato possono essere scaricate molto rapidamente e possono essere caricate completamente in pochi minuti. Suggeriscono che le loro batterie potrebbero essere utilizzate in applicazioni come dispositivi impiantabili o indossabili e altri nuovi prodotti.
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