Una pulsera hecha de tela tejida con la nueva pila de hilo puede alimentar un reloj (izquierda), LED (arriba a la derecha), y un sensor de pulso (abajo a la derecha). Crédito:Huang et al. © 2017 Sociedad Química Estadounidense
(Phys.org) —Los investigadores han fabricado baterías recargables utilizando hilos de alta conductividad que tienen un diámetro y una flexibilidad similares a los de un hilo de algodón. La nueva batería de hilo se puede tejer en tela y usar como pulsera u otro tipo de ropa para alimentar relojes. LEDs, monitores de pulso, y otros pequeños dispositivos electrónicos personales.
Los investigadores, dirigido por Chunyi Zhi, Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la City University of Hong Kong, han publicado un artículo sobre la nueva batería de hilo en un número reciente de ACS Nano .
Hasta ahora ha sido un desafío desarrollar baterías portátiles de alto rendimiento debido a la falta de materiales que sean altamente conductores pero lo suficientemente fuertes y flexibles como para ser tejidos en tela. Al abordar estos problemas, la nueva batería de hilo presenta uno de los mejores rendimientos hasta la fecha, incluyendo una densidad de potencia similar a la de los supercondensadores, así como una densidad y capacidad de energía similar a la de las baterías convencionales.
"Utilizamos hilos altamente conductores y tejidos para fabricar una batería de hilo con un rendimiento de vanguardia en términos de capacidad, Densidad de energia, Densidad de poder, y capacidad de tasa, "Zhi dijo Phys.org . "Los hilos se tejen aún más para hacer una batería de pulsera para alimentar varios dispositivos electrónicos personales".
El núcleo de la batería de hilo consta de filamentos de acero inoxidable de tamaño micrométrico altamente flexibles, sobre el que se depositan los metales (zinc como ánodo, hidróxido de níquel cobalto como cátodo). A continuación, se recubre todo el hilo con un electrolito en gel.
El flexible el hilo conductor se puede tejer o tejer en tela, que luego se puede utilizar para alimentar varios dispositivos electrónicos. Crédito:Huang et al. © 2017 Sociedad Química Estadounidense
Como explican los investigadores, cada material contribuye al buen rendimiento de la batería en general:el hilo de acero inoxidable es lo suficientemente fuerte como para ser tejido y tejido a máquina y a mano, y su conductividad también proporciona un buen transporte de electrones a larga distancia. Los efectos sinérgicos entre los iones metálicos de níquel y cobalto aumentan la capacidad y los valores de densidad de energía por encima de los que serían posibles usando cualquier metal solo.
Por los números, la batería ofrece densidades de potencia de 2,2 W / cm 3 , y 33 mW / cm 2 para toda la batería. Tiene densidades de energía de 8 mWh / cm 3 , y 0,12 mWh / cm 2 para toda la batería. Todos estos valores se encuentran entre los más altos registrados hasta la fecha. La capacidad de la batería, 16,6 mAh / cm 3 , es el valor más alto hasta ahora reportado para un dispositivo de almacenamiento de energía basado en fibra, según el mejor conocimiento de los investigadores.
Después de doblar y torcer por 1, 000 ciclos, la batería retiene el 80% y el 70% de su capacidad inicial, respectivamente. Los investigadores explican que la pérdida de capacidad se debe a la formación de grietas en los electrodos cuando se deforman.
Para demostrar la batería, los investigadores tejieron el hilo conductor en una gran tela conductora, que podría usarse como una batería de pulsera para alimentar dispositivos electrónicos como relojes y LED. Esperan que la batería de hilo tenga aplicaciones para dispositivos electrónicos portátiles, prendas elegantes, y en salud en el futuro.
"A continuación, planeamos fabricar baterías textiles que sean lavables, impermeable, y duradero, para estar más cerca de la comercialización, "Dijo Zhi.
© 2017 Phys.org
