Weiche und dehnbare Batterie ohne Schwermetalle oder giftige Chemikalien erzeugt aus Schweiß Strom.

Wissenschaftler der Nanyang Technological University in Singapur (NTU Singapur) haben eine weiche und dehnbare Batterie entwickelt, die mit menschlichem Schweiß betrieben wird. Die Prototypbatterie besteht aus gedruckten Silberflockenelektroden, die in Gegenwart von Schweiß Strom erzeugen. Mit den Maßen 2 cm x 2 cm und so flach wie ein kleiner Papierverband wird der Akku an einem flexiblen und schweiß absorbierenden Stoff befestigt, der dehnbar ist und an tragbaren Geräten wie Uhren, Armbändern oder Armriemen befestigt werden kann.

Um eine mögliche Verwendung für tragbare Biosensoren und andere elektronische Geräte zu demonstrieren, wurde das Gerät nicht nur mit künstlichem menschlichem Schweiß getestet. In einem Versuch trug eine Person 30 Minuten lang die Batterie um das Handgelenk und radelte dabei auf einem Hometrainer. Dabei konnte die Batterie eine Spannung von 4,2 V und eine Ausgangsleistung von 3,9 mW erzeugen. Das reicht aus, um ein kommerzielles Temperatursensorgerät mit Strom zu versorgen und die Daten dabei kontinuierlich über Bluetooth an ein Smartphone zu senden. Die Batterie enthält keine Schwermetalle oder giftigen Chemikalien im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien, die oft aus nicht nachhaltigen Materialien gebaut werden, die für die Umwelt schädlich sind. Die Forscher erwarten, dass der Akku in der Lage ist, alle Arten von tragbaren Geräten mit Strom zu versorgen.

Die Studie wurde im Juli in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht. Die Forscher erklären, dass Elektronik Feuchtigkeit eigentlich nicht mag und daher tragbare Geräte typischerweise vollständig verkapselt sind, um sie vor Schweiß zu schützen. Ihre Forschung hingegen verwandelt Schweiß von einem Hindernis in einen Vorteil und zeigt, dass er die Leitfähigkeit von gedruckten Verbindungen verbessern und sogar Schweiß als Elektrolyt in einer tragbaren, biegsamen Batterie verwenden kann. Dies könnte ein neues Paradigma im Design von tragbarer Elektronik eröffnen.

Der Akku wird hergestellt, indem Tinte mit Silberflocken und hydrophilem Poly(Urethan-Acrylat) (HPUA), die als Batterieelektroden fungieren, auf ein dehnbares Textil gedruckt wird. Wenn die Silberflocken mit Schweiß in Kontakt kommen, führen ihre Chloridionen und ihre Säure dazu, dass die Flocken verklumpen und ihre Fähigkeit, Elektrizität zu leiten, erhöhen. Diese chemische Reaktion bewirkt auch, dass ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden fließt (siehe Video). Wenn das Batteriematerial gedehnt wird, wird sein Widerstand weiter gesenkt, was bedeutet, dass es verwendet werden kann, wenn es Belastungen ausgesetzt ist, z. B. wenn der Benutzer trainiert.


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