Канадские ученые создали биоразлагаемую батарею для носимой электроники

В Канаде создали гибкую и биоразлагаемую батарею на основе желатина и природных кислот. Разработка исследователей из Университета Макгилла открывает новые возможности для экологически чистых носимых устройств и медицинских имплантатов, а также может стать частью решения растущей проблемы электронных отходов.

Исследователи из Института устойчивого развития в проектировании и дизайне Троттье задались вопросом, можно ли создать производительную батарею, которая была бы одновременно растяжимой и биоразлагаемой. «Мы используем много батарей в нашей лаборатории для носимых устройств, и они в конце концов перестают работать и выбрасываются», — пояснила руководитель исследования, доцент Шармишта Бхадра. Ключом к решению стали природные кислоты. Идея использовать лимонную кислоту пришла из детского эксперимента, известного как «лимонная батарейка», где лимон проводит электричество. Докторант Цзюньчжи Лю, занимавшийся разработкой и тестированием, объяснил, что лимонная или молочная кислота разрушает паразитный слой на магниевом электроде, что увеличивает как срок службы батареи, так и её напряжение.

Для придания батарее гибкости кислоты были помещены в основу из желатина, а сама батарея была вырезана с использованием техники киригами. Такой подход, вдохновленный японским искусством вырезания из бумаги, позволяет материалу растягиваться, не разрываясь. В испытаниях батарея демонстрировала стабильную работу даже при растяжении до 80% от своей первоначальной длины. Напряжение, которое выдаёт новинка, составляет около 1,3 вольта, что немного меньше, чем у стандартной AA-батареи, но достаточно для питания многих портативных устройств. Чтобы доказать это, команда успешно использовала батарею для работы тактильного датчика, закрепленного на пальце.

После окончания срока службы такая батарея способна безопасно разлагаться в окружающей среде. В ходе испытаний электролит и магниевый электрод полностью разрушились в физиологическом растворе менее чем за два месяца. Основной мотивацией для исследователей является решение проблемы электронных отходов. Бхадра отметила, что множество выброшенной электроники годами копится на свалках, и значительная её часть оказывается в странах с низким уровнем дохода. «Возможно, мы сможем решить часть проблемы, разрабатывая биоразлагаемую электронику», — заключила она. В настоящее время научная группа ищет промышленных партнеров для дальнейшего развития технологии, которое включает в себя улучшение производительности, миниатюризацию для имплантируемых устройств и интеграцию с биоразлагаемыми схемами.