Pojemny akumulator wielkości ziarnka piasku? To możliwe!

Jak zapewnić zasilanie dla miniaturowych urządzeń? Bariery technologiczne, związane z rozwojem nanorobotów czy mikrodronów zostały niedawno pokonane. Za sprawą druku 3D udało się stworzyć akumulator, łączący mikroskopijne rozmiary z walorami użytkowymi znacznie większych rozwiązań.

W 2011 roku Jane Chang z Uniwersytetu Kalifornijskiego poinformowała o rozpoczęciu badań nad nowymi źródłami zasilania. Badania zostały sfinansowane przez DARPA, a ich celem było zbudowanie wydajnego akumulatora o wyjątkowo małych rozmiarach. W 2011 roku naukowcy pracujący nad tym wynalazkiem byli na etapie opracowywania odpowiedniego elektrolitu.

Jak się okazało, zespół Jane Chang nie był jedynym, pracującym nad tego typu wynalazkiem. Własne rozwiązanie przedstawiła niedawno grupa naukowców z uniwersytetów Harvarda i Illinois. Opracowany przez nich akumulator litowo-jonowy ma rozmiar porównywalny z ziarenkiem piasku i waży mniej, niż 100 mikrogramów.

Stworzenie tak małego akumulatora było możliwe dzięki drukowi 3D. Drukarka z odpowiednio precyzyjną dyszą była w stanie nałożyć na siebie 16 warstw cząsteczek tlenku litu, z których uformowano elektrody. Dzięki niej uformowano również obudowę akumulatora, a następnie wypełniono ją elektrolitem..

Nowy wynalazek ma w przeliczeniu na jednostkę masy podobną pojemność, jak stosowane obecnie akumulatory. Na pozór nie ma w tym niczego rewolucyjnego, dlaczego zatem jest tak istotny? Kluczowy jest w tym przypadku nie wzrost pojemności, co stworzenie efektywnego źródła energii o niezwykle małych rozmiarach, zachowującego parametry użytkowe – jak np. pojemność po wielokrotnym ładowaniu – porównywalne z większymi akumulatorami.

Nowy wynalazek rozwiązuje zarazem kwestię produkcji miniaturowej elektroniki. Konstruktorzy mówią nawet o źródle zasilania dla nanorobotów, jednak warto w tym miejscu zadać sobie pytanie, co z tego ma zwykły użytkownik?

Z jednej strony można mieć nadzieję, że opracowana technologia pomoże w stworzeniu niewielkich i wydajnych akumulatorów, dzięki którym nasze smartfony pozostaną smukłe, ale będą działać dłużej. Wynalazek oznacza również nowe możliwości, dotyczące np. medycyny i zasilania miniaturowych, wprowadzanych do organizmu urządzeń i robotów medycznych. Na razie nie wiadomo, kiedy pokazany prototyp zostanie dopracowany na tyle, by mógł trafić na rynek.