یک تیم از دانشمندان دانشگاه فنی نانیانگ در سنگاپور موفق به توسعه باتری های نرم و کشسانی شده است که نیروی مورد نیاز آن از عرق بدن انسان تامین می شود. آن ها عقیده دارند که این باتری ها برای تامین برق فناوری های پوشیدنی انتخاب زیست سازگارتری هستند.
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، نمونه اولیه این باتری از پرک های نقره و پلی یورتان اکریلات آبدوست که به عنوان الکترودهای باتری عمل می کند، تشکیل شده است.
در این باتری از فلزات سنگین یا مواد شیمیایی سمی مضر استفاده نشده است. پرک های نقره نیز به صورت نانوذرات نیستند بلکه میکروذراتی هستند که با یک بایندر پلیمری پوشیده شده اند. در این حالت آزادسازی Ag+ در مقایسه با نانوذرات نقره به مراتب کمتر و در نتیجه از نظر زیست سازگاری بهتر است.
تولید این باتری مقرون به صرفه و مقیاس پذیر است چون می توان آن را به طور مستقیم و به روش چاپ دیجیتال یا اسکرین بر روی یک منسوج پلی استری کشباف چاپ کرد.
زمانی که پرک های نقره با عرق بدن تماس پیدا می کنند، اسیدی بودن و یون های کلرید عرق باعث می شود تا پرک ها در کنار هم جمع شوند و قابلیت تولید الکتریسیته آن ها افزایش پیدا کند. به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز،این واکنش شیمیایی همچنین موجب می شود تا بین الکترودها جریان الکتریکی به وجود آید.
زمانی که مواد اولیه باتری کشسان باشند، مقاومت باتری کمتر می شود. این بدان معناست که در شرایط کشیدگی برای مثال زمانی که فرد در حال ورزش کردن است نیز قابل استفاده می باشد.
علاوه بر آن از آن جایی که منسوجات کشسان جاذب هستند و عرق را در خود نگه می دارند پس حتی زمانی که نرخ عرق کردن بدن یکنواخت نباشد، نیروی باتری همچنان تامین می شود. این امر در داشتن عملکردی یکنواخت بسیار موثر است چون میزان عرق بدن افراد متغیر بوده و به شرایط محیطی و این که در چه زمانی از روز باشند، بستگی دارد.
ولتاژ این باتری زمانی که بر روی مچ فردی که به مدت 30 دقیقه در حال انجام دوچرخه ثابت می باشد، 4/2 ولت و توان خروجی آن 3/9 مگاوات است. این ولتاژ مشابه ولتاژ باتری سکه ای لیتیوم متداول بوده ولی توان آن اندکی پایین تر از باتری های معمولی است.
با این حال لیو جیان یکی از محققان این پروژه می گوید این توان برای بیشتر سنسورهای پوشیدنی کافی است و داده ها را به طور مداوم و از طریق بلوتوث به تلفن همراه ارسال می کند.
توسعه این باتری ها که جایگزینی پایدارتر نسبت به باتری های معمولی هستند و تولید ضایعات الکترونیکی مضر را کاهش می دهند، نشان دهنده تعهد دانشگاه نانیانگ به یافتن راهکای به منظور کاهش اثرات منفی ما بر محیط زیست می باشد. این یکی از چهار چالش بزرگ مربوط به بشریت است که دانشگاه نانیانگ قصد دارد در قالب برنامه استراتژیک 2025 دانشگاه فنی نانیانگ انجام دهد.
جیان می گوید: "با دنبال کردن چند مرحله می توانیم زیست سازگاری باتری ها را از این هم بیشتر کنیم. اول می توانیم از یک بایندر سبز و دوستدار محیط زیست استفاده کنیم. دوم می توانیم حلال را با یک حلال سبز جایگزین کنیم و سوم می توانیم مواد اولیه مورد استفاده در باتری را از میان مواد با قابلیت بازیافت بیشتر انتخاب نماییم."
تیم تحقیقاتی در تلاش است تا با همکاری با صنایع دیگر باتری ها را بر اساس نیازمندی های مشخص مربوط به انرژی برای استفاده در سنسورهای پوشیدنی طراحی کند. آن ها همچنین قصد دارند موارد دیگری را نیز کشف کنند: تاثیر سایر عناصر تشکیل دهنده عرق بدن بر باتری، چگونگی اثرگذاری عواملی نظیر دمای بدن بر عملکرد باتری و بهبود شکل ظاهری باتری برای افزایش ظرفیت انرژی آن.