پژوهشگران طراحی نمونه اولیه یک باتری قابل شارژ جدید را ایجاد کرده‌اند که به طور خاص برای کار در محیط‌های آب شور طراحی شده است. این نوآوری می‌تواند به عنوان منبع انرژی در مناطق اقیانوس یا دریا به دلیل انعطاف‌پذیری و مقاومتش استفاده شود.
این باتری‌های نخی رسانای آب شور می‌توانند به پارچه‌ها یا تورهایی بافته شوند که دستگاه‌های دریایی مانند تجهیزات ایمنی، تورهای ماهیگیری و جلیقه‌های نجات را تغذیه کنند.
ویژگی‌های باتری جدید شامل انعطاف‌پذیری، ضدآب بودن و توان استفاده از آب دریا به عنوان یک مؤلفه است.
استفاده از آب شور به عنوان الکترولیت
باتری‌های معمولی از تماس با آب، به ویژه آب شور، جلوگیری می‌کنند به دلیل آسیب‌ها و خرابی‌های احتمالی. طراحی از ویژگی‌های آب دریا به نفع خود استفاده می‌کند با استفاده از یون‌های سدیم، کلرید و سولفات به عنوان الکترولیت.
این توسعه بر اساس کار قبلی پژوهشگران یان کیائو، ژیسونگ لو و تیمشان است که قبلاً یک باتری دوستدار آب با استفاده از عرق بدن به عنوان الکترولیت برای نمایشگرهای تناسب اندام ایجاد کرده بودند. بر اساس آن موفقیت، این پژوهشگران اختراعی را پیشگام کردند که الکترولیت‌های سنتی را با آب شور در یک سازوکار مشابه نخ قابل شارژ جایگزین می‌کند.
پژوهشگران از بسته‌های فیبر کربن پوشش داده شده با مواد رسانا برای ایجاد این باتری استفاده کردند. نیکل هگزی‌سیانوفریت به عنوان پلی آمید برای الکترود مثبت (کاتد) استفاده شد، در حالی که الکترود منفی (آند) پلی آمید بود. سپس آنها را به دسته‌های نخ‌مانند پیچیده کردند.
این الکترودها در یک پارچه غیر بافته قابل نفوذ مهر و موم شدند که اجزای داخلی را حفاظت می‌کند در حالی که به آب دریا اجازه می‌دهد تا با الکترودها تعامل کند. این طراحی عملکرد باتری را حتی زمانی که به میلیون‌ها بار خم می‌شود، تضمین می‌کند.
آزمون‌های آزمایشگاهی نتایج مربوط به مقاومت و کارایی باتری را تأیید کردند. این باتری پس از ۴۰۰۰ بار خم شدن شارژ خود را حفظ کرد و پس از ۲۰۰ دور شارژ و تخلیه در آب دریا بیشتر آن را نگه داشت. نتایج نشان‌دهنده قابلیت کاربرد آن در محیط‌های دریایی با دوام و اعتمادپذیری مزمن است.
کاربردهای واقعی
برای نشان دادن توانایی باتری، پژوهشگران رشته‌های باتری را به یک تور ماهیگیری و یک قطعه پارچه مستطیلی بافتند. هنگامی که تور ماهیگیری شارژ و در آب دریا غوطه‌ور شد، توانست یک پنل نور LED ۱۰ تایی را با موفقیت روشن کند.
یک قطعه پارچه که در محلول سولفات سدیم غوطه‌ور بود نیز توانست یک تایمر را بیش از یک ساعت روشن نگه دارد. این امکان طراحی تورهای ماهیگیری با نورهای LED و دیگر دستگاه‌های نجات‌بخش را در محیط دریایی فراهم می‌کند.
این باتری نخ‌مانند بیشترین وعده پایداری و چندکاربردی بودن را نشان می‌دهد. این باتری حتی در حالی که در آب دریا غوطه‌ور است، انرژی را تبدیل و دریافت می‌کند و فرصت‌های جدیدی برای تأمین انرژی دستگاه‌ها از تجهیزات ایمنی تا سیستم‌های مشاهده دریایی ایجاد می‌کند.
با ادامه کار، این منابع انرژی ممکن است چشم‌انداز انرژی صنایع دریایی را متحول کنند با سبک و انعطاف‌پذیری و مقاومت به اندازه اقیانوس‌ها.
پژوهش به صورت ACS Applied Materials and Interfaces منتشر شده است.
