Pin hydrogel siêu mỏng mô phỏng cá chình điện để tăng cường năng lượng

Các nhà khoa học tại Penn State đã phát triển một loại pin hydrogel siêu mỏng, linh hoạt lấy cảm hứng từ khả năng tự nhiên của cá chình điện trong việc tạo ra các xung điện áp cao. Bằng cách xếp chồng nhiều lớp hydrogel dẫn điện giàu nước theo một mẫu chính xác mô phỏng quá trình ion của cá chình, nhóm nghiên cứu đã đạt được mật độ công suất khoảng 44 kW/m³ — cao hơn so với các pin dựa trên hydrogel đã được báo cáo trước đây. Mỗi lớp hydrogel chỉ dày 20 micromet, giúp giảm điện trở bên trong và loại bỏ nhu cầu sử dụng các bộ phận cơ học cứng nhắc, vốn là yêu cầu trong các thiết bị lấy cảm hứng từ cá chình trước đó. Đột phá này cho phép pin có tính linh hoạt, không độc hại và ổn định về môi trường, có khả năng hoạt động trong nhiệt độ cực đoan từ -112 đến 80 độ F mà không bị đóng băng. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật phủ quay để phủ bốn hỗn hợp hydrogel khác nhau lên một bề mặt quay, tối ưu hóa độ nhớt và độ bền cơ học nhằm duy trì sự ổn định của các lớp trong quá trình chế tạo. Pin thu được có thể cung cấp năng lượng hiệu quả cho các cảm biến cấy ghép, thiết bị điện tử đeo được và bộ điều khiển robot mềm, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng y sinh và gần sinh học.