Bateriile printabile, alternativa pentru pacemakere si aparate medicale implantabile

In viitorul apropiat vor aparea bateriile printabile, alternativa pentru pacemakere si aparate medicale implantabile.

Bateria Li-ion în formă de inimă imprimată pe o cană arată că bateriile pot fi tipărite aproape oriunde

Pentru a aprinde un LED, o baterie în formă de inimă Li-ion imprimată pe o cană de sticlă este folosită. Credit: Kim, et al. © 2015 American Chemical Society

Oamenii de știință au dezvoltat o nouă tehnică care poate imprima bateriile pe aproape orice suprafață, care este de așteptat să fie esențială pentru viitoarele electronice flexibile, cum ar fi afișele roll-up, îmbrăcămintea electronică inteligentă și dispozitivele de tip Google Glass. În timp ce bateriile Li-ion de astăzi pot fi fabricate numai în forme și dimensiuni fixe, cum ar fi butelii sau celulele pungi, noile baterii Li-ion pot fi tipărite în întregime – inclusiv electrozi și electroliți – aproape oriunde. Cercetătorii chiar prevăd că, în viitor, bateriile ar putea fi tipărite cu o imprimantă 3D în diferite forme 3D.

Cercetătorii, conduși de Sang-Young Lee, profesor la Institutul Național de Știință și Tehnologie din Ulsan (UNIST) din Coreea de Sud, au publicat o lucrare cu privire la noile baterii Li-ion tip „solid solid” (PRISS), care se imprimă într-un număr recent de Nano Scrisori .

În fabricarea convențională a bateriilor Li-ion, electrozii și membranele de separare sunt stivuite sau înfășurate unul pe celălalt și ambalate în cutii metalice, care apoi sunt injectate cu electroliți lichizi. A fost dificil să fabricați baterii în forme și dimensiuni diverse, datorită faptului că electroliții lichizi sunt combustibili și pot scurge dacă nu sunt ambalate bine și, de asemenea, deoarece membranele separatoare sunt necesare pentru a preveni contactul dintre electrozi.

Noua metodă de fabricare a bateriei nu necesită nici injecție de electroliți lichizi și nici membrane separatoare. În schimb, electrolitul este format dintr-o pastă, electrozii sunt făcuți dintr-o suspensie și sunt imprimați consecutiv pe o suprafață și apoi întăriți cu lumină ultravioletă. Deoarece pasta de electroliți este tipărită între electrozi , joacă și rolul membranei separatoare. Nămolul și pasta pot fi de asemenea tipărite printr-un stencil, permițând imprimarea bateriilor sub diferite forme, litere și modele.

Exemple de baterii care pot fi imprimate includ integrarea perfectă în lentilele de ochelari, precum și bateriile tipărite pe ochelarii de vedere și sub forma literelor „PRISS” pe un material flexibil. Credit: Kim, et al. © 2015 American Chemical Society

„Toate componentele bateriei, cum ar fi catodii, anodii și electroliții, pot fi tipărite pe obiecte arbitrare de geometrii complexe, permițând astfel integrarea perfectă a bateriilor reîncărcabile în stare solidă conforme cu formă, cu diverși factori de formă în forme complexe (cum ar fi curbiline) obiecte „, a spus Lee pentru Phys.org . „Preconizăm că bateria care poate fi imprimată prezentată aici are o mulțime de promisiuni pentru utilizarea potențială în viitoarele electronice și IOT-uri purtabile (Internet of Things), care în cele din urmă înlătură spațiul pre-desemnat al bateriei, cu dimensiune și formă fixă.”

Pentru câteva exemple, oamenii de știință au imprimat o baterie în formă de inimă pe o cană, au imprimat o altă baterie pe ochelarii de hârtie asemănătoare cu Google Glass și au tipărit și literele „PRISS” pe hârtie. Deoarece bateriile tipărite sunt atât de perfect integrate în suprafața acestor obiecte, într-un fel se pare că nu există deloc baterie. Cu toate acestea, conectarea cablurilor la aceste suprafețe încorporate în baterie arată că pot alimenta LED-uri.

În general, performanța bateriei tipărite este competitivă cu cea a altor baterii flexibile, ceea ce demonstrează o capacitate bună de stocare pe termen lung, o retenție de 90% a capacității după 30 de cicluri și nici o schimbare detectabilă a rezistenței electrice în timpul ciclurilor de îndoire repetate. Totuși, în viitor, cercetătorii intenționează să îmbunătățească anumite zone, inclusiv creșterea densității energetice și prelungirea duratei de viață a bateriei.

Un alt domeniu al cercetărilor viitoare este combinarea bateriilor PRISS cu imprimarea cu jet de cerneală de înaltă precizie și imprimarea 3D, ceea ce va duce la oportunități de proiectare și mai inedite.

„Pentru a extinde câmpurile de aplicare ale bateriilor imprimabile, avem în vedere în prezent o mare varietate de tehnici de imprimare”, a spus Lee. „Imprimarea cu jet de cerneală și 3D pot fi recomandate ca o tehnologie promițătoare, care să permită fabricarea facilă a surselor de energie multidimensionale / multiscale complex structurate. O condiție necesară urgentă pentru atingerea acestui obiectiv este ca componentele bateriilor imprimabile să fie reglate cu precizie pentru a îndeplini cerințele reologice din fiecare tehnologie de imprimare, fără a afecta proprietățile electrochimice. Grupul nostru a obținut recent câteva rezultate intrigante la bateriile imprimabile cu jet de cerneală și tehnologie de imprimare 3D, care vor oferi câmpuri de aplicație complet noi ale surselor de alimentare reîncărcabile pe care nu le-am întâlnit încă.”

 

 

 

 

 

Vino cu mine

Daniel Ganea

"Prin ConsultatiiLaDomiciliu.ro vreau să fiu mai aproape de pacienții mei."  
Dr. Daniel Ganea este "Doctorul tău", Medic Specialist Medic de familie, medic rezident cardiologie, cu Competență în Ecografie și scrie aici articole pentru pacienți. A început cariera ca medic specialist în 2009 în Urgență, a lucrat și pe Ambulanță, aflând ce-și doresc de la medic pacienții care solicită online consultații medicale cu medic specialist la domiciliu. Astfel a aparut ConsultatiiLaDomiciliu.ro
Dacă ai citit Termeni și condiții, fă o programare online sau telefonic:

Programează consultație

"Cine te poate sfatui mai bine decat medicul, specialist in domeniul lui?"
Daniel Ganea
Vino cu mine

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.