Новая жидкостная батарея может охлаждать устройства во время работы

Ученые из IBM и технического университета Цюриха создали миниатюрную жидкостную батарею, которая, помимо своего прямого назначения, также может охлаждать устройства во время работы. Даже если принимать во внимание расходы энергии на циркуляцию жидкости, она производит достаточно электроэнергии для питания микросхемы и рассеивает большое количество тепла. Результатом этого исследования могут быть уменьшенные и более энергоэффективные чипы, солнечные батареи, которые хранят выработанную ними энергию или устройства дистанционного зондирования, не требующие внешних источников питания.

Как это работает?

Батареи типа "redox flow" используют жидкие электролиты, которые используются в устройствах для хранения большого количества электроэнергии. Например, исследователи с Гарварда недавно создали по этой схеме батарею, которая может работать до 10 лет с очень маленькой деградацией объема хранения заряда. Это делает её идеальной для хранения электроэнергии, выработанной с помощью ветра или солнечного света.

Но создание подобной батареи для небольших устройств является совсем иной задачей из-за проблем с нагреванием. Команда с IBM и технического университета Цюриха смогла найти две жидкости, которые могут работать как электролитами, так и хладагентами. Из-за этого аккумулятор не только снабжает электронику энергией, но и рассеивает тепло, выделяемое при её работе. Применив 3D-печать, ученые разработали клинообразную систему микроканалов, подающую электролиты в систему и требующую очень малых расходов энергии на циркуляцию жидкости. Полученные электроды прижимают жидкость к мембранному слою. В нём могут течь ионы, генерируя энергию. В результате получается система, которая вырабатывает 1,4 Вт на квадратный сантиметр, при этом 1 ватт остается для для питания после учёта циркуляции.

Для практического использования батарея должна вырабатывать больше энергии, чем сейчас. Поэтому теперь идея должна перейти от исследования к этапу разработки. Тем не менее, команда считает, что у неё есть большой потенциал не только для электроники, но и для лазеров с внутренним охлаждением.

Источник: ETH Zurich