เนื่องจากเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว การแลกเปลี่ยน-ระหว่างความยืดหยุ่นของแบตเตอรี่และความหนาแน่นของพลังงานจึงเป็นเรื่องที่ท้าทายมานานแล้ว นักวิจัยจากสถาบันวิจัยโลหะภายใต้สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน (CAS) ได้เอาชนะอุปสรรคนี้แล้ว แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ยืดหยุ่น-ที่พัฒนาขึ้นใหม่ไม่เพียงแต่ทนทานต่อรอบการโค้งงอได้ 20,000 รอบโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง แต่ยังทำให้มีความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้น 86% อีกด้วย ความก้าวหน้าครั้งนี้ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Materials ถือเป็นก้าวสำคัญของจีนในด้านการจัดเก็บพลังงานแบบยืดหยุ่น
ความก้าวหน้าทางเทคนิค: การออกแบบอินเทอร์เฟซแบบรวมระดับโมเลกุล-
แบตเตอรี่โซลิด-แบบดั้งเดิมประสบปัญหาจากการสัมผัสอิเล็กโทรไลต์-ของอิเล็กโทรดที่ไม่ดี ส่งผลให้การขนส่งไอออนไม่มีประสิทธิภาพ ทีมวิจัยได้แนะนำกลุ่มอีทอกซี (สำหรับการนำไอออน) และสายโซ่กำมะถันแบบสั้น (สำหรับกิจกรรมเคมีไฟฟ้า) อย่างสร้างสรรค์เข้าไปในแกนหลักโพลีเมอร์ ทำให้เกิด- "สะพานลอยไอออน" ระดับโมเลกุล การออกแบบนี้ช่วยลดความต้านทานการเคลื่อนตัวของไอออนลงอย่างมาก ขณะเดียวกันก็ทำให้สามารถสลับโหมดการนำแบบไดนามิกตามศักยภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่มั่นคงแม้อยู่ภายใต้การเสียรูปที่รุนแรง
ข้อมูลการทดสอบ: ไม่มีการเสื่อมสภาพหลังจากโค้งงอ 20,000 ครั้ง
ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ แบตเตอรี่รักษาประสิทธิภาพการชาร์จเริ่มต้นไว้ได้มากกว่า 98%-หลังจากถูกงอ 20,000 ครั้งด้วยแขนหุ่นยนต์- ซึ่งเกินมาตรฐานอุตสาหกรรมอย่างมาก ความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 350 Wh/kg ซึ่งเพิ่มขึ้น 86% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่โซลิดสเตตแบบเดิม- ทำให้มีพลังงานที่ยาวนานขึ้น-สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่น
การใช้งาน: ปฏิวัติอุปกรณ์สวมใส่และการดูแลสุขภาพ
เทคโนโลยีนี้จะเปลี่ยนโฉมอุปกรณ์สวมใส่ได้เป็นอันดับแรก แบตเตอรี่ที่ยืดหยุ่นสามารถนำมาทอเป็นผ้า เช่น สิ่งทอ ได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าภายนอกในเสื้อผ้าอัจฉริยะ ในการดูแลสุขภาพ ความปลอดภัยสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนาน (คาดว่าจะเกิน 10 ปี) จะทำให้การปลูกถ่าย "ที่มองไม่เห็น" เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับสมาร์ทโฟนแบบพับได้และจอแสดงผลแบบยืดหยุ่นได้
ผลกระทบต่อสังคม: เทคโนโลยี โซลูชั่นราคาไม่แพง&การอัพเกรดอุตสาหกรรม
แม้จะมีอนาคตที่สดใส แต่ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงอาจทำให้ความแตกต่างทางเทคโนโลยีกว้างขึ้น จากความสำเร็จของจีนในด้านพลังงานหมุนเวียน จำเป็นต้องมีโมเดลการประยุกต์ใช้ "แอปพลิเคชัน-การวิจัย-อุตสาหกรรม-เชิงวิชาการ- เพื่อนำร่องโซลูชันราคาไม่แพงในสาขาการแพทย์และเหตุฉุกเฉิน ในขณะที่การพัฒนาทางอุตสาหกรรมดำเนินไป แบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นอาจกลายเป็นรากฐานสำคัญของการจัดเก็บพลังงานรุ่นต่อไป-
ความท้าทายในอนาคต: การขยายขนาดและการค้า
แม้ว่าผลการทดลองในห้องปฏิบัติการจะน่าประทับใจ แต่การผลิตจำนวนมากกลับเผชิญกับอุปสรรค การลดต้นทุนการผลิต การปรับปรุงอัตราผลผลิต และการสร้างมาตรฐานที่เป็นหนึ่งเดียวถือเป็นขั้นตอนถัดไปที่สำคัญ ทีมงานวางแผนที่จะร่วมมือกับบริษัทต่างๆ เพื่อเร่งดำเนินการเชิงพาณิชย์ โดยมีเป้าหมายเพื่อความพร้อมของตลาดภายในห้าปี
สรุป: แบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นเริ่มยุคใหม่ของการโต้ตอบกับอุปกรณ์ของมนุษย์-
ความก้าวหน้าครั้งนี้ช่วยแก้ไขข้อจำกัดทางเทคนิคที่สำคัญของแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่น ขณะเดียวกันก็ให้คำจำกัดความใหม่ของการโต้ตอบกับอุปกรณ์ของมนุษย์- เมื่อเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่ ก็จะพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตั้งแต่เครื่องมือไปจนถึงส่วนขยายของร่างกายมนุษย์ เพื่อปลดล็อกความเป็นไปได้ใหม่ๆ ความเป็นผู้นำของจีนในด้านนี้ยังนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ สำหรับการพัฒนาแหล่งกักเก็บพลังงานทั่วโลก