ساخت باتری که با رطوبت هوا شارژ می‌شود؛ گامی بزرگ برای آینده دستگاه‌های هوشمند

به گزارش رکنا، پژوهشگران دانشگاه North Carolina State University با همکاری Rice University موفق به توسعه باتری نوآورانه‌ای شده‌اند که بخشی از انرژی مورد نیاز خود را از رطوبت موجود در هوا تأمین می‌کند. این فناوری می‌تواند تحول بزرگی در تأمین انرژی دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT)، تجهیزات پزشکی پوشیدنی و حسگرهای هوشمند ایجاد کند.

بر اساس نتایج منتشرشده در مجله علمی Science Advances، این باتری با جذب رطوبت هوا فعال می‌شود و بدون نیاز به الکترولیت‌های سمی یا قابل اشتعال، انرژی مورد نیاز دستگاه‌ها را فراهم می‌کند.

این باتری چگونه کار می‌کند؟

ساختار این باتری از یک آند منیزیمی، یک کاتد نقره‌ای حاوی کلرید نقره و یک غشای سلولزی تشکیل شده است. درون غشا، نمک‌های کلرید لیتیوم قرار دارند که با جذب رطوبت هوا در آب حل شده و یک الکترولیت طبیعی ایجاد می‌کنند. همین فرآیند باعث تولید جریان الکتریکی و تأمین انرژی دستگاه می‌شود.

مزایای مهم این فناوری

طراحی الهام‌گرفته از پانگولین

یکی از ویژگی‌های جالب این باتری، ساختار سلول‌های آن است که از فلس‌های حیوان Pangolin الهام گرفته شده است. این طراحی باعث می‌شود سلول‌ها هنگام خم شدن، پیچش یا کشیده شدن، همچنان در تماس با یکدیگر باقی بمانند و افت عملکرد به حداقل برسد.

عملکرد در آزمایش‌های واقعی

آزمایش‌ها نشان داده‌اند این باتری می‌تواند یک دستگاه پالس اکسیمتر بی‌سیم مجهز به بلوتوث را حدود ۳۰ ساعت روشن نگه دارد؛ عملکردی که با بسیاری از باتری‌های استاندارد قابل مقایسه است.

قابلیت خودتخریبی در مواقع اضطراری

پژوهشگران برای افزایش امنیت، یک سامانه خودتخریبی نیز در این باتری طراحی کرده‌اند. در صورت اعمال فشار خارجی، رطوبت وارد بخش خاصی از باتری شده و واکنش شیمیایی میان آلومینیوم و ید آغاز می‌شود. این فرآیند می‌تواند دستگاه را در مدت حدود سه دقیقه از کار بیندازد؛ قابلیتی که برای تجهیزات امنیتی و پزشکی حساس اهمیت زیادی دارد.

سوالات متداول

آیا این باتری به شارژر نیاز ندارد؟
این باتری بخشی از انرژی خود را از رطوبت هوا دریافت می‌کند، اما میزان توان تولیدی آن به شرایط محیطی و نوع کاربرد بستگی دارد.

مهم‌ترین کاربرد آن چیست؟
دستگاه‌های اینترنت اشیا، حسگرهای هوشمند، تجهیزات پزشکی پوشیدنی و نمایشگرهای قابل حمل.

آیا جایگزین باتری‌های لیتیوم-یونی می‌شود؟
هنوز نه؛ اما می‌تواند در بسیاری از کاربردهای کم‌مصرف و انعطاف‌پذیر به گزینه‌ای ایمن‌تر و سازگارتر با محیط زیست تبدیل شود.

مزیت اصلی آن نسبت به باتری‌های معمولی چیست؟
ایمنی بیشتر، وزن کمتر، انعطاف‌پذیری بالا و استفاده از رطوبت محیط برای تولید انرژی.

این دستاورد می‌تواند راه را برای نسل جدیدی از تجهیزات هوشمند باز کند؛ دستگاه‌هایی که با کمترین نیاز به شارژ و بیشترین سازگاری با محیط زیست کار می‌کنند.