Исследователи из Университета Макгилла в Канаде недавно продемонстрировали новую разлагаемую батарею. Его конструкция вдохновлена ​​«лимонной батареей», обычно используемой в научных экспериментах в средней школе, и в ней используются кислотные вещества для повышения проводимости электролита. Команда использовала желатин в качестве носителя электролита в сочетании с органическими кислотами, такими как лимонная кислота в лимонах, чтобы сделать аккумулятор более экологически чистым, сохраняя при этом хорошие проводящие свойства.

В аккумуляторе используется желатин в качестве электролита, а магний и молибден в качестве материалов электродов, оба из которых относительно нежны в почвенной среде и могут безопасно разлагаться с течением времени. Исследователи отметили, что когда магниевые электроды используются отдельно, легко сформировать поверхностный слой, который препятствует реакции между электролитом и электродом. Добавление органических кислот, таких как лимонная и молочная, может разрушить этот «пассивационный слой» и значительно увеличить напряжение и срок службы аккумулятора.

После того, как система материалов была определена, команда продолжила использовать японское искусство «киригами», чтобы разрезать батарею по определенному шаблону, чтобы при растяжении она образовывала аналогичную трехмерную структуру. Эта структура позволяет растягивать батарею в направлении длины примерно до 180% от ее первоначальной длины, сохраняя при этом стабильность напряжения, адаптируясь таким образом к гибкости и требованиям посадки носимых устройств и имплантируемых в тело устройств.

Чтобы проверить возможность практического применения, исследователи изготовили простой датчик давления, надеваемый на палец и питающийся от небольшой батарейки размером примерно 1×1 см. Испытания показали, что батарея может стабильно управлять датчиком, а ее выходная мощность лишь немного ниже, чем у стандартной батареи типа АА, что указывает на то, что ее возможности источника питания в микроносимой электронике имеют практическое значение.

Что касается экологичности, эксперименты показали, что при погружении батареи в фосфатный буферный раствор после разрядки ее электролит и магниевый электрод практически полностью разлагаются менее чем за два месяца, тогда как молибденовый электрод разлагается медленнее, но также может разлагаться с течением времени. Исследовательская группа считает, что это достижение доказывает, что такие материалы, как желатин и органические кислоты, можно использовать для создания более экологически чистых гибких батарей, которые, как ожидается, сократят электронные отходы и загрязнение тяжелыми металлами в будущих носимых устройствах, медицинских имплантатах и ​​терминалах Интернета вещей.