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    為微米級設備供電的鋅空氣電池面世

    2024-08-19 08:21:04 太陽能發電網
       隨著機器人設備逐漸縮小,對微米尺度電池的需求日益迫切。美國麻省理工學院工程師設計出一款新的微型電池,可為體內膠體機器人、傳感器等微米級設備供電。這些設備未來或能用于人體內藥物輸送、天然氣管道泄漏定位等領域。相關論文發表于新一期《科學·機器人》雜志。

      新電池長100微米,厚2微米,是一款鋅空氣電池。與其他類型的電池相比,鋅空氣電池能量密度更高、壽命更長。該電池從空氣中捕獲氧氣,可產生高達1伏的開路電壓,能量密度達到760瓦時/升,足以為一個微型電路、傳感器或執行器供電。

      近年來,該團隊一直在研究能夠感知和響應環境刺激的微型機器人,但開發這種機器人面臨諸多挑戰,其中包括確保有足夠電力供其運行。雖然已能用太陽能為此類設備供電,但必須始終有激光器或其他光源與機器人相連。如果想讓微型機器人進入更小空間,賦予其更高自主性至關重要。而電池對于那些無法與外界連接的設備來說不可或缺。

      電池由鉑電極和鋅電極組成,鋅電極嵌入名為SU-8的聚合物條內。當電極與空氣中的氧分子相互作用時,鋅被氧化并釋放出流向鉑電極的電子,從而產生電流。

      測試結果顯示,這種電池產生的電力足以驅動一個執行器(可升降的機器人手臂),還可為憶阻器和時鐘電路供電,也能同時驅動兩種不同類型的傳感器。研究人員還在努力提高新電池的電壓,以擴大其應用范圍。

      團隊計劃,在此基礎上開發自主能力更強的微型機器人,包括注射到人體內的微型機器人。這種機器人到達體內后,可找到目標部位,并釋放胰島素等藥物。這些設備將由生物相容性材料制成,完成任務后材料就會分解。

    作者:劉霞 來源:科技日報 責任編輯:jianping

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