Una bolsa de batería con agujeros rectangulares
Liangbing Hu/Teng Li
Una bolsa de batería elástica y flexible llena de agujeros estratégicamente colocados es más transpirable que el algodón. Eso podría convertirlo en una fuente de energía ideal para deportes portátiles o dispositivos de fitness construidos directamente en la ropa.
“Esto es especialmente útil para atletas o individuos que usan electrónica durante períodos prolongados: ropa inteligente para el seguimiento de la condición física, dispositivos de monitoreo médico y aplicaciones similares que exigen comodidad y rendimiento confiable”, dice Lin Xu en la Universidad de Yale.
Para diseñar la nueva batería, Xu y sus colegas crearon un patrón de agujeros largos y rectangulares en una batería de celda de bolsa, un tipo de batería de litio que se asemeja a un paquete plano con un grado limitado de capacidad de flexión. Las simulaciones mostraron cómo la matriz de agujeros rectangulares permitió que la batería se estirara o doblara 180 grados sin rasgaduras, en comparación con patrones de agujeros alternativos que involucran cuadrados o círculos.
“Un desafío fue mantener suficiente material activo para mantener la densidad de energía de la batería alta: demasiados agujeros o demasiado grandes reducirían la capacidad de almacenamiento de energía”, dice Xu. “Tuvimos que equilibrar la capacidad de estiramiento mecánico con el rendimiento eléctrico”.
Cuando se extiende por un 10 por ciento o incluso se pliega, el diseño de la batería Holey aún podría resistir el estrés físico y continuar alimentando las bombillas LED, con los experimentos de estiramiento y plegamiento cada uno de cada uno. Las pruebas en una cámara de temperatura y humedad también mostraron que la batería era dos veces más transpirable que el algodón.
Como una demostración práctica de los posibles usos, los investigadores tejieron la batería en una bata de laboratorio y probaron su rendimiento mientras el usuario corría haciendo ejercicio. Sus agujeros habilitan el batería para disipar rápidamente el calor para que no se sintiera doloroso ni trampa sudor en la piel del usuario.
La batería aún necesita más pruebas de desgaste, por lo que los investigadores planean probar su rendimiento en dispositivos de monitoreo de salud comercial y equipo deportivo.
También están investigando cómo ampliar mejor la producción: la fabricación automatizada debe poder proporcionar una colocación y sellado de agujeros consistentes para evitar fugas o cortocircuitos en la bolsa de la batería.
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