Акумуляторні батареї служать людству досить добре вже протягом декількох десятиліть. Однак, розміри сучасних електронних пристроїв зменшуються буквально з кожним роком, і в них, цих пристроях, вже не залишається місця для важких, досить габаритних батарей, які, до того ж, вимагають періодичної підзарядки. Є, звичайно, і альтернативні джерела енергії, такі, як сонячні батареї, але всі вони, на жаль, сильно залежать від умов навколишнього середовища і не здатні в більшості випадків, забезпечити достатню постійну потужність. Свій варіант вирішення описаної вище проблеми представили дослідники з Пенсільванського університету, створений ними джерело живлення призводить в дію невеликого колісного робота, який в буквальному сенсі “пожирає” метал поверхні, по якій він рухається.
Створений ученими джерело живлення можна назвати швидкодіючої хімічної батареєю, деякі з компонентів якої (метал і повітря), є елементами навколишнього середовища. І така технологія отримала назву MAS (metal-air scavenger). MAS-батарея має всі традиційні компоненти звичайних батарей, включаючи катод, анод і електроліт. Однак, анод не є частиною конструкції цієї батареї, в його ролі може виступати будь-яка металева поверхня, над якою розташовуються інші компоненти батареї.
Катод виготовлений з вуглецю, покритого шаром PTFE-пластика (polytetrafluoroethylene), до складу вуглецевого матеріалу включені платинові наночастинки, які виконують роль каталізатора. В якості електроліту виступає гідрогель, до складу якого входить розчин певних солей, і коли цей желеподібний ділянку батареї тягнуть за металевої поверхні, він окисляє метал і, ламаючи хімічні зв’язки, виробляючи електричну енергію. А необхідний для цієї реакції кисень відбирається з повітря розташованим вище катодом.
“Наша MAS-технологія має в 10 разів більший показник щільності енергії, ніж аналогічний показник інших систем, що черпають енергію з навколишнього середовища. Тому ми вже можемо конкурувати з акумуляторними батареями” – пишуть дослідники, – “Це використовує традиційні для батарей хімічні процеси, але має набагато меншу вагу, так як деякі компоненти беруться з навколишнього середовища”.
Створений ученими MAS-джерело енергії було встановлено на маленькій моделі автомобіля з електричним моторчиком, який тягнув гідрогель по алюмінієвої поверхні. Ця модель почала рухатися по колу і єдине, в чому вона потребувала – це в невеликій кількості води для періодичного зволоження шару гідрогелю. Звичайно, процес окислення, вироблений MAS-батареєю, залишає за собою слід з оксиду металу. Але цей процес зачіпає шар поверхні, товщиною в 100 мікронів, і це не завдає значної шкоди структурі поверхні.
Незабаром така технологія може бути використана для забезпечення енергією малопотребляющіх пристроїв з розряду Інтернету Речей (internet-of-things), які встановлюються на рухомих об’єктах, наприклад, як датчики на транспортних контейнерах і т.п. Джерело