«Мы создаем новые материалы для безопасных и гибких источников энергии. Сначала подбираем электролит, варьируя полимерную матрицу, проводящую соль и растворитель, затем собираем мини-устройство и проверяем, насколько хорошо оно накапливает и отдает заряд. Если результат удачный, двигаемся дальше – к более совершенным прототипам», – цитирует издание СО РАН «Наука в Сибири» старшего научного сотрудника института Ольгу Подгорнову.
Одним из перспективных кандидатов стала полиуретановая матрица, которая может удерживать раствор проводящей соли и сохранять эластичность.
«Она может набухать в растворе соли и удерживать его внутри своей структуры. В итоге получается материал, который выглядит как эластичная пленка, но при этом работает как электролит. Это удачное сочетание: материал не течет, не расползается, сохраняет форму, а ионы внутри него продолжают двигаться. Именно поэтому эти системы интересны для гибких и твердотельных устройств», – пояснила Подгорнова.
Основное при оценке электролита – проводимость, но этого недостаточно: материал должен не только хорошо проводить ионы, но и нормально работать в составе конкретного устройства.
Ученые показали успешное применение разработанного электролита в симметричной ячейке: в течение тысячи повторяющихся циклов заряда и разряда сохраняется до 80% емкости.
Электролит также должен работать в реальных условиях – гнуться, не трескаться и не терять контакт. Полиуретан подходит для этого идеально.
«У этих материалов широкий диапазон свойств: можно менять гибкость, твердость, устойчивость к растворителям. Кроме того, в литературе работ по таким системам пока немного, то есть это по-настоящему перспективное направление», – поделилась ученый.
Такие источники тока в будущем могут работать в носимых устройствах, например, в умных браслетах или медицинских сенсорах, которые крепятся на кожу.
«Следующий шаг – проверить, как такие устройства ведут себя при изгибах, растяжении, механических нагрузках», – подытожила собеседница.
