Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben in einer Pressemitteilung die Entwicklung eines wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akkus vorgestellt. Dieser liegt in Form einer ultralangen Faser vor, die zu Stoffen verwebt werden könnte. Damit wären viele tragbare elektronische Geräte und mit dem 3D-Drucker hergestellte Batterien in nahezu jeder Form möglich. Die Faser könnte zu batterielosen Kommunikations-, Sensor- und Rechengeräten verarbeitet werden, die wie normale Kleidung getragen werden kann. Batterien als Strukturteile wären dem MIT zufolge ebenfalls denkbar.
Proof of Concept
Als Proof of Concept hat das Team jetzt die mit 140 Metern längste flexible Faserbatterie der Welt produziert, die zeigen soll, dass das Material in beliebigen Längen genutzt werden kann. Die Arbeit wird heute in der Fachzeitschrift Materials Today in einem Artikel mit dem Titel „Thermally drawn rechargeable battery fiber enables pervasive power“ vorgestellt.
Die neue Faserbatterie wird mit neuartigen Batteriegelen und einem Standard-Faserziehsystem hergestellt, welches mit einem größeren Zylinder mit allen Komponenten beginnt und diesen dann bis knapp unter seinen Schmelzpunkt erhitzt. Das Material wird durch eine schmale Öffnung gezogen, um alle Teile auf einen Bruchteil ihres ursprünglichen Durchmessers zu komprimieren. Die ursprüngliche Anordnung der Teile wird beibehalten.
Nach teilweise Durchtrennen versorgt die Faserbatterie immer noch eine LED mit Strom. Es zeigt, das System ist frei von Elektrolytverlust und Kurzschlüssen. Die Batterien wurden mit Schlüsselmaterialien auf der Außenseite der Faser strukturiert, während das System das Lithium und andere Materialien in der Faser mit einer schützenden Außenbeschichtung einbettet, wodurch dies direkt hergestellt wird. Die Ausführung ist stabil und wasserdicht.
Mehrere Kilometer Länge möglich
Die Forscher sind sich sicher, dass sie Längen von Kilometern schaffen. Ein Demonstrationsgerät mit der neuen Faserbatterie enthielt ein „Li-Fi“-Kommunikationssystem – eines, bei dem Lichtimpulse zur Übertragung von Daten verwendet werden. Es umfasste ein Mikrofon, einen Vorverstärker, einen Transistor und Dioden, um eine optische Datenverbindung zwischen zwei Gewebegeräten herzustellen.
Das Team hat das Verfahren bereits zum Patent angemeldet und entwickelt weitere Verbesserungen der Leistungskapazität und Variationen der verwendeten Materialien zur Verbesserung der Effizienz. Über die weiteren Entwicklungen zu dem Projekt berichten wir auch zukünftig im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).
