140 meter langt: MIT-ingeniører producerer verdens længste fleksible batteri

For at demonstrerede, at deres batteri er vandtæt, har MIT-holdet bag et nyudviklet, ultralangt 'fiber-batteri' viklet det rundt om en ubådsdrone, hvilket også var for at demonstrere muligheden for at indbygge en strømkilde direkte i en enheds struktur, hvilket kan sænke enhedens samlede vægt for dermed udnytte energien mest muligt. Illustration: Tural Khudiyev et. al

Ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) har udviklet et ultralangt og ultratyndt, fleksibelt og genopladeligt lithium-ion-batteri. Hermed åbner de ifølge dem selv op for en fremtid, hvor batterier kan 3D-printes i stort set enhver form og til en lang række forskellige formål, heriblandt bærbar computerteknologi såsom intelligent tøj.

Læs også: Dit tøj advarer dig, hvis du er ved at få stress

»Den stigende efterspørgsel efter mobile computing, kommunikations- og robotteknologi medfører et stigende behov for egnede, bærbare strømløsninger i ikke-flade, skræddersyede elektroniske enheder,« beskriver holdet bag i en videnskabelig artikel med titlen ‘Thermally drawn rechargeable battery fiber enables pervasive power’ publiceret i det fagfællebedømte tidsskrift Materials Today.

De udviklede det få mikrometer tykke (det tyndeste af sin slags) og hele 140 meter lange (dermed også det længste af sin slags) lithium-ion-batteri på 123 mAh som et ‘proof of concept’ for at demonstrere, at deres ‘fiber-batteri’ kan produceres i vilkårlige længder. Fordi det er tyndt og fleksibelt kan det bøjes til forskellige former og er dermed ikke underlagt en specifik form, som af flere grunde er en udfordring for de traditionelle batterier.

Vandtæt, brand- og brudsikkert

Ifølge Tural Khudiyev, der tidligere var ansat som postdoc på MIT og har stået i spidsen for projektet, er det første gang, at man har udviklet et batteri i fiberform, som både er tilstrækkelig langt og holdbart til at have praktiske anvendelser, fremgår det af en nyhed på MIT's hjemmeside.

Derudover vurderer han, at der ikke er nogen øvre grænse for, hvor langt batteriet kan produceres, og at holdet bag »helt sikkert kunne lave længder på flere kilometer«. På samme tid hævdes det at kunne bruges i eksempelvis ‘intelligent tøj’, fordi det kan »maskinvaskes, er fleksibelt, virker under vand og er brand-/brudsikkert«.

fiberbatteri.gif

LED'en fortsætter med at lyse, selvom en del af fiber-batteriet klippes af, hvilket ifølge holdet bag indikerer, at elektrolytterner fortsætter med at strømme, og at det ikke kortslutter, selvom det knækker.

Dette har holdet blandt andet demonstreret ved at vikle 20 meter af deres 3D-printede fiber-batteri rundt om en ubådsdrone, hvilket også var for at demonstrere muligheden for at indbygge en strømkilde direkte i en enheds struktur, hvilket kan sænke enhedens samlede vægt for dermed udnytte et batteris energi mest muligt.

Artiklen fortsætter under billedet.

Illustration: Tural Khudiyev et. al

Derudover har MIT-holdet afprøvet deres batteri på en flyvende drone og indarbejdet det i såkaldt LiFi-tekstil. LiFi er en forkortelse for Light Fidelity og dækker over at sende data trådløst via lys. Det er en teknologi, som endnu ikke er fuldt-udviklet, men som til en række formål har den fordel, at de teoretisk set op mod 100 GB/S data kan transmitteres uden elektromagnetiske forstyrrelser.

Læs også: LiFi nærmer sig: Snart kan mobiltelefonen sende data med lys

FAKTA: Ny elektrolyt-gel giver brandsikkert batteri

For at producere deres ultralange og -tynde fiber-batteri har MIT-holdet udviklet nye katode-, anode- og elektrolyt-materialer i gel-form. Ved stuetemperatur opfører materialerne sig ikke-ledende, men ved først at sætte dem sammen og opvarme det sammensatte materiale til lidt under dets smeltepunkt opstår den kemiske reaktion, der opbygger spænding.

Denne elektrokemiske funktionalitet bevares efterfølgende, når batteriet igen er kølet til stuetemperatur. Batteriet er på grund af den særlige elektrolyt-gel modstandsdygtig over for ild sammenlignet med et batteri med en flydende elektrolyt, hvilket holdet bag demonstrerer i en kort video:

ezgif-5-97f7ae7141.gif