Tessitura di una batteria di rete o di tessuto da utilizzare in acqua di mare
Le batterie flessibili, simili a filati, possono essere lavorate a maglia o intrecciate in varie forme
La maggior parte delle batterie è rigida e non è compatibile con l'acqua. Ma le persone che lavorano e giocano negli oceani e negli estuari potrebbero beneficiare di fonti di energia flessibili e sicure per l'acqua salata. Ora, sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces, i ricercatori riferiscono di un prototipo di batteria simile a un filato che funziona quando viene immerso nell'acqua di mare. Hanno annodato i fili ricaricabili in una rete da pesca che fa brillare i LED e hanno tessuto un tessuto che alimenta un timer.
Dopo l'immersione in acqua salata, questi fili ricaricabili si illuminano con i LED (immagine in alto) e alimentano un timer (immagine in basso).
Adapted from ACS Applied Materials & Interfaces 2024, DOI: 10.1021/acsami.4c16439
Le batterie flessibili, simili a filati, possono essere lavorate a maglia o intrecciate in forme diverse. Queste fonti di energia filiformi sono leggere e spesso impermeabili. Ma invece di tenere le batterie lontane dall'acqua, gli scienziati hanno proposto di utilizzare l'acqua salata come componente critico della batteria: l'elettrolita (un liquido che conduce l'elettricità attraverso gli ioni). Yan Qiao, Zhisong Lu e colleghi hanno già sviluppato una batteria impermeabile fatta di fibre di carbonio e filati di cotone. In questo lavoro precedente, il sudore corporeo è stato utilizzato come elettrolita per i monitor di esercizio. Come il sudore, anche l'acqua di mare, che contiene ioni sodio, cloruro e solfato, può fungere da elettrolita. Qiao, Lu e un nuovo team volevano quindi sviluppare una versione marina di una batteria ricaricabile, simile a un filo di lana, che potesse essere utilizzata per illuminare reti da pesca, giubbotti di salvataggio o linee di ormeggio per le boe.
Per produrre elettrodi per le batterie ad acqua di mare, il gruppo ha trattato fasci di fibre di carbonio con rivestimenti elettricamente conduttivi: Nichel esacianoferrato per l'elettrodo positivo (catodo) e poliammide per l'elettrodo negativo (anodo). I ricercatori hanno poi attorcigliato due fasci in fili simili a quelli del catodo e dell'anodo. Per produrre una batteria, i ricercatori hanno avvolto il filamento del catodo con uno strato di fibra di vetro, lo hanno steso lungo l'anodo e hanno coperto entrambi i filamenti con un tessuto non tessuto permeabile. Il tessuto protegge gli elettrodi, ma permette anche all'acqua di mare di raggiungerli. Nei test con acqua salata, la batteria ha conservato una carica elettrica anche dopo essere stata piegata 4.000 volte. Nel test successivo in acqua di mare, la batteria ha mantenuto la maggior parte della potenza di carica iniziale e della capacità di accumulo per 200 cicli di carica e scarica.
Infine, per testare il concetto, il gruppo ha legato insieme fili di batteria per formare una rete da pesca e tessere un pezzo di tessuto rettangolare. La rete è stata poi immersa nell'acqua di mare per assorbire l'elettrolita e caricata. La batteria della rete ha illuminato un pannello a 10 LED. Allo stesso modo, la rete immersa in una soluzione di solfato di sodio ha alimentato un timer per più di un'ora. I ricercatori affermano che la batteria simile al filato ha il potenziale per essere utilizzata come fonte di energia in applicazioni marine.
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