Kuna paindlik elektroonikatehnoloogia areneb kiiresti, on{0}}aku paindlikkuse ja energiatiheduse vaheline kompromiss olnud pikka aega väljakutse. Hiina Teaduste Akadeemia (CAS) metalliuuringute instituudi teadlased on nüüd sellest takistusest üle saanud. Nende äsja väljatöötatud paindlik pooljuhtaku -ei talu mitte ainult 20 000 painutustsüklit ilma jõudluse halvenemiseta, vaid suurendab ka 86% energiatihedust. See ajakirjas Advanced Materials avaldatud läbimurre tähistab Hiina jaoks olulist verstaposti paindliku energiasalvestuse valdkonnas.
Tehniline läbimurre: molekulaarsel{0}}tasemel integreeritud liidese disain
Traditsioonilised tahkis{0}}akud kannatavad halva elektroodide-kontakti elektrolüüdiga, mis põhjustab ebaefektiivset ioonide transporti. Uurimisrühm viis polümeeri karkassi uuenduslikult etoksürühmad (ioonide juhtivuse jaoks) ja lühikesed väävliahelad (elektrokeemiliseks aktiivsuseks), luues molekulaarse -skaalaga "ioonide ülekäigu". See disain vähendab märkimisväärselt ioonide transporditakistust, võimaldades samal ajal dünaamilise juhtivuse režiimi ümberlülitamist potentsiaali alusel, tagades stabiilse jõudluse isegi äärmuslike deformatsioonide korral.
Katseandmed: pärast 20 000 kurvi ei lagune
Laboratoorsetes katsetes säilitas aku üle 98% oma esialgsest laadimise{1}}tühjenemise tõhususest pärast seda, kui robotkäed olid 20 000 korda painutanud{4}}, mis ületas palju tööstusstandardeid. Selle energiatihedus jõudis 350 Wh/kg-ni, mis on 86% parem kui tavapäraste tahkis{8}}akudega, tagades paindlikule elektroonikale pikema-toite.
Rakendused: pöördelised kandmisesemed ja tervishoid
See tehnoloogia muudab esmalt kantavaid seadmeid. Painduvaid akusid saab kududa kangastesse nagu tekstiilid, mis välistab nutika riietuse vajaduse välise toite järele. Tervishoius võimaldavad nende kõrge ohutus ja pikk eluiga (eeldatavalt üle 10 aasta) "nähtamatud" implantaadid, nagu südamestimulaatorid. Lisaks saab neid kasutada kokkupandavates nutitelefonides ja painduvates ekraanides.
Sotsiaalne mõju: tehnoloogia taskukohased lahendused&tööstuslik uuendamine
Vaatamata paljutõotavale tulevikule võivad suured esialgsed kulud suurendada tehnoloogilisi erinevusi. Tuginedes Hiina edule taastuvenergia vallas, on meditsiini- ja hädaabivaldkonnas taskukohaste lahenduste katsetamiseks vaja koostööl põhinevat tööstus--akadeemiliste ringkondade-uuringute-rakenduste mudelit. Industrialiseerimise edenedes võivad paindlikud akud saada järgmise-põlvkonna energiasalvestuse nurgakiviks.
Tuleviku väljakutsed: suurendamine ja kommertsialiseerimine
Kuigi laboritulemused on muljetavaldavad, seisavad masstootmise ees takistused. Tootmiskulude vähendamine, saagikuse suurendamine ja ühtsete standardite kehtestamine on järgmised kriitilised sammud. Meeskond plaanib teha koostööd ettevõtetega, et kiirendada kommertsialiseerimist, eesmärgiga saavutada turuvalmidus viie aasta jooksul.
Järeldus: paindlikud akudalanuduus ajastu inimeste{0}}seadmetega suhtlemisel
See läbimurre lahendab paindlike akude peamised tehnilised piirangud, määratledes samal ajal uuesti inimeste{0}}seadmete interaktsiooni. Tehnoloogia arenedes arendab see elektroonikat tööriistadest inimkeha laiendusteni, avades uusi võimalusi. Hiina juhtpositsioon selles valdkonnas pakub ka värskeid teadmisi globaalse energiasalvestuse arendamiseks.