«Биоморфные батареи» позволят роботам хранить энергию в жировых запасах

Илья Склюев – 23 августа 2020

Имитирующая живые организмы технология позволит увеличить ёмкость и повысить эффективность применения батарей в портативных механизмах.

Команда учёных из Мичиганского университета создала «биоморфные батареи», которые позволяют роботам накапливать энергию подобно людям, перенося её в жировых запасах, распределенных по всему телу.

В перспективе разработка позволит значительно увеличить ёмкость батарей роботов с помощью механизма, имитирующего использование распределённых источников энергии у живых существ. Кроме того, она позволит облегчить разработку портативных механизмов, в которых на сегодняшний день батареи часто занимают от 20 процентов внутреннего доступного пространства.

По мнению разработчиков, их новая цинковая батарея позволит значительно увеличить плотность хранящейся в ней энергии. Расширится также и сфера возможных применений распределённых аккумуляторов: от хранения энергии до защиты внутренней электроники робота, подобно реальной жировой ткани.

«По нашим оценкам, роботы могли бы иметь в 72 раза большую мощность, если бы их внешние части были заменены цинковыми батареями, по сравнению с одной литий-ионной батареей», – расказал Минцян Ван, первый автор статьи об исследовании, опубликованной в журнале Science Robotics.
В процессе свой работы батареи пропускают гидроксидные ионы между цинковым электродом и воздухом через специальную мембрану, покрытую «арамидным нановолокном». Эти материалы содержатся в кевларовых жилетах и полимерных гелях на водной основе и являются в значительной степени нетоксичными, что означает, что по сравнению с литий-ионными батареями новые цинковые батареи гораздо более экологичны.

Единственной слабостью технологии является то, что батареи на её основе способны поддерживать высокую емкость только в течение примерно 100 первых циклов заряда. Но, по словам исследователей, эта особенность может быть компенсирована дальнейшим удешевлением технологии и отправкой использованных батарей на переработку.

Фото: Futurism