Batterie kann sich auf die dreifache Größe ausdehnen

Ohne an Leistung zu verlieren, kann eine flache Batterie auf das Dreifacher ihrer Größe auseinandergezogen werden. Dehnbare Elektronikartikel, Hautimplantate und neue Drahtlosgeräte können durch diese Technologie entstehen.

Flexible und dehnbare Elektronikartikel sind auf dem Vormarsch. Ein Problem ist lediglich der Energieverlust dieser Innovation. Bei der Entwicklung einer neuen, dehnbaren Batterie ist es Wissenschaftlern nun gelungen, ganz ohne Energieverlust die Fläche der Batterie durch Auseinanderziehen zu verdreifachen und die Ergebnisse in einer Studie festzuhalten.

Warum das Ganze? Durch diese tragbaren „Energie-Transport-Systeme“ können beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus in Handys ohne physischen Kontakt aufgeladen werden. Die kleinen Energie-Inseln sind punktartig auf einer dehnbaren Polymer-Oberfläche angeordnet und können ohne Kabelverbindung, per Induktion, aufgeladen werden.

Die Batterie ist jedoch nur eine Möglichkeit der Anwendung flexibler Elektronikartikel. Denkbar sind einem Bericht der BBC zufolge auch in die Haut implantierbare Geräte zur Überwachung der Gesundheit oder Displays, die sich aufrollen lassen. Dass diese dehnbaren Geräte noch so selten sind, ist der Tatsache verschuldet, dass es kaum gleichsam dehnbare, wiederaufladbare Energieträger dafür gibt.

Die neue Entwicklung ist daher von besonderer Bedeutung. Denn bislang konnten Batterien noch nicht beliebig verkleinert oder dehnbar gestaltet werden. „Batterien stellen eine besondere Herausforderung dar, da sie nicht in den Dimensionen verkleinert werden können, wie Elektronikartikel, ohne signifikant an Leistung zu verlieren“, sagte John Rogers, der Autor der Studie, die in dem Magazin Nature Communications veröffentlicht wurde.

Bis der Energieverlust der neuen Batterie ausgeschlossen werden konnte, wurden verschiedene Entwicklungsphasen durchlaufen –  von der Nutzung von Radiofrequenzenergie bis hin zur Solarenergie –  bis die richtige Methode gefunden wurde. In der „Pop-Up-Architektur“ bestand die Lösung.

Diese Bauweise besteht aus winzigen, in einem kleinen Abstand zueinander stehenden Schaltkreisen, die in eine Oberfläche des dehnbaren Polymers integriert sind. Diese Schaltkreise sind durch kleine Drähte miteinander verbunden, die in „S“-Form angeordnet und somit dehnbar sind (Siehe Foto). Wenn das Polymer nun auseinandergezogen wird, kommen die Drähte zum Vorschein (pop-up).

Die Anwendungsgebiete dieser Technologie seien vielfältig, so Rogers. Jedoch müsse noch mehr investiert werden, um die Lebensdauer der Batterien noch zu verlängern und sie kommerziell nutzbar zu machen. Bislang hält die dehnbare Batterie nur 20 Ladungs- und Endladungszyklen aus.

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