A zürichi Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) kutatói flexibilis komponensek felhasználásával készítették el a "rugalmas vékonyfilm-akkumulátorként" hivatkozott prototípust, ami az energiaellátás bármilyen zavara nélkül hajlítható, csavarható vagy nyújtható. Az ETH oldalán is olvasható közlemény szerint az egység felépítése máskülönben nem tér el a Li-ion-akkumulátorok szendvicsre emlékeztető szerkezetétől, maga az elektrolit azonban új felfedezés, amely az ETH egyik doktorandusz hallgatójának nevéhez fűződik, és néhány hete az Advanced Materials folyóiratban is megjelent.

A cikk szerint az elektronikai iparban egyre inkább előtérbe kerül az olyan számítógépek vagy okostelefonok, amelyek félbehajtható vagy akár össze is tekerhető kijelzőket alkalmaznak. Ugyanígy a testen hordható elektronikai eszközök (ezen belül is az okos ruhadaraboknak nevezett termékek) is lassan divatba jönnek. Az ilyen és hasonló eszközök esetében mindig komoly probléma a megfelelő áramellátás megoldása, ami az általában nehéz és rigid lítiumionos elemekre épül, és így sok esetben csak korlátozottan alkalmas a rugalmas elektronikai cikkekkel vagy textíliák együtt való felhasználásra.

Még nem tökéletes, de sokat várnak tőle

A Li-ion-akkukat leváltó technológiákat ebben az esetben lítium-polimer akkumulátorként emlegetik, ebben a kis mennyiségű elektrolit mellett vagy helyett valamilyen polimer választja el egymástól az anódot és a katódot. A dolog lényege, hogy az ilyen megoldásoknál nincs szükség vastag falú borításokra, így vékonyabb és hajlékonyabb cellákat lehet készíteni. Az ilyen célú akkuk következő generációját így mindenki a nyújtható és hajtogatható lapocskákban látja, de ezek között kipróbált és piacosított megoldások még nemigen léteznek.

Az ETH szerint azonban a mostani innovációból ilyen lehet, mert a benne rejlő lehetőségek messze túlmutatnak a hajtogatható okostelefonokban való felhasználáson. A technológia alkalmassá válhat a számítógépekhez való összetekerhető kijelzők, az okosórák vagy a funkcionális textilek gyártására – az akkumulátor a kutatók szerint még arra is alkalmas, hogy egyszerűen hozzávarrják a ruhák anyagához.
 

A modellben a polimer kompozit gyűjtő elektródák egyben a külső borítás szerepét is betöltik, a belső oldalra pedig a tetőcserepezésre hajazó módon mikroméretű ezüstlapkákat helyeznek el, amelyek között a felület hajlítgatásakor sem szakad meg a kapcsolat. Ha ez mégis bekövetkezne, az áramot a széntartalmú kompozit is képes vezetni, bár az ezüstnél sokkal gyengébben. A lítium-mangán-oxid katódot és a vanádium-oxid anódot por formájában, az ezüstréteg egy precízen meghatározott területére fújják rá, a gyűjtő elektródákat pedig egy hasonló anyagú keret választja el egymástól, hogy a közöttük lévő teret kitöltsék a mostani kutatás lényegét adó elektrolit géllel.

A kutatás vezetője szerint a legtöbb akkumulátorban alkalmazott, gyúlékony és toxikus folyékony elektrolit helyett itt magas lítiumsó-koncentrációjú vizet alkalmaznak, amivel mások mellett a víz elektrokémiai lebomlását is megakadályozzák. A prototípus esetében az akkumulátor egyes rétegeit egyszerűen csak egymáshoz ragasztották – a cikk alapján a technológia piacosításának az lesz az egyik fontos feltétele, hogy a rendszer zártságát hosszú távra is biztosítsák valamilyen hatékonyabb megoldással.