Fabricación de celda Zn-PANI en geometrías arbitrarias. (a) Imagen óptica de estructuras impresas de latas y tapas en diferentes formas y tamaños de envases. (b) Diagramas esquemáticos que ilustran el proceso de ensamblaje integrado para una batería de Zn-PANI en forma de H representativa. (c) Imágenes ópticas de baterías Zn-PANI ensambladas en anillo, H-, y formas cilíndricas. (d) Imagen óptica de la batería esférica de Zn-PANI que muestra el voltaje de la celda. (e) Imagen óptica de un LED operado por dos baterías Zn-PANI en forma de H conectadas en serie. (f) Capacidad de frecuencia y (g) rendimiento cíclico de una batería cilíndrica de Zn-PANI medidos dentro de una ventana de voltaje de 0,7 a 1,7 V a diferentes tasas de C. Crédito: ACS Nano (2018). DOI:10.1021 / acsnano.8b02744
Un equipo de investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, La Universidad de Harvard y el Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea han desarrollado una forma de fabricar baterías en casi cualquier forma imaginable. En su artículo publicado en la revista ACS Nano , los investigadores describen el proceso utilizado para fabricar las baterías y el dispositivo que crearon para probar el sonido del concepto.
Las formas de muchos dispositivos pequeños están restringidas por los límites de la forma de la batería:relojes inteligentes, por ejemplo. Las baterías pequeñas suelen tener forma de moneda, rectangular, cilíndrico o en forma de bolsa. Los investigadores con este nuevo esfuerzo desarrollaron una nueva forma de fabricar una batería que podría tener casi cualquier forma que pudiera diseñar un fabricante de productos.
Los investigadores informan que eligieron baterías de iones de zinc porque se pueden usar de manera segura al aire libre, esto se debe a que utilizan electrolitos a base de agua. Examinaron los métodos de fabricación utilizados para varios productos, buscando técnicas para fabricar componentes de batería en diferentes formas. Para el cátodo, descubrieron que el electrohilado permitía cortar las baterías en la forma deseada. Para algunas otras partes, utilizaron micromecanizado. Para embalaje, usaron estereolitografía. Las conexiones eléctricas se realizaron con una impresora 3D. Juntaron todas sus ideas y produjeron unas pilas en forma de letras, anillos y círculos.
Para probar sus ideas, los investigadores crearon una batería que podría usarse para alimentar un sensor de luz fijado a un anillo que se lleva en el dedo. Al demostrar con éxito un dispositivo de este tipo, el equipo demostró que sus ideas eran sólidas. Señalan que el mismo proceso podría utilizarse para crear otros dispositivos novedosos, y que también hay otras opciones disponibles, como el uso de baterías de zinc-manganeso para alimentar un supercondensador de grafeno.
Los investigadores también señalan que las baterías de diseño que crearon se pueden descargar muy rápidamente y se pueden cargar completamente en solo unos minutos. Sugieren que sus baterías podrían usarse en aplicaciones tales como dispositivos implantables o portátiles y otros productos novedosos.
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