密歇根大学一直在研发可集成到机器人中的仿生锌电池,其可用能量比目前使用的电池高出多达72倍。这反过来将有助于提高电池的能量容量,并突破当前限制小型机器人发展的电池尺寸瓶颈。

 

“就像动物体内的生物脂肪储备能量一样,由密歇根大学牵头的团队展示了一种新型可充电锌电池,它可以集成到机器人结构中,提供更多的能量,” Science Daily报道称。

 

这些新电池提高了储能容量,因此当尺寸需求减小时,它们不会像目前使用的电池那样受到限制。这将使机器人在尺寸和重量上都能实现更小型化的应用。 锌电池的工作原理是通过一层由碳基纳米纤维和水性聚合物凝胶制成的电解质膜来储存和传输能量。

 

“机器人设计受到电池需求的限制；电池往往占据机器人内部可用空间的20%或更多，或者在机器人重量中占据相近比例，”领导这项研究的约瑟夫·B·与弗洛伦斯·V·切伊卡工程学教授尼古拉斯·科托夫表示。

 

虽然锌电池目前还没有锂离子电池那样的使用寿命,但其相对低廉的成本和易于回收的特点使得替换它们变得容易。Kotov解释说,这种新“设计有望利用密歇根大学开发的图论方法,推动电池从单一电池转向分布式储能。”他还补充说,容量的提升将有利于实现分布式储能。

 

参与这项研究的博士生Ahmet Emre 在接受The Independent采访时表示:“既能储存电荷又能保护机器人内部器官的电池,复现了脂肪组织在生物体内储存能量的多功能性。”

 

这项研究由美国国防部、国家科学基金会和空军科学研究办公室资助,电池测试在密歇根大学能源研究所完成。

 

《Science Robotics》发表了一篇关于这项研究的论文,题为 《面向机器人的仿生结构电池》。