Konstruowanie bezpieczniejszych baterii

Nowe powłoki baterii mogą zapobiegać oparzeniom  w razie ich przypadkowego połknięcia. Dotyczy to przede wszystkim  małych baterii guzikowych używanych np. w zegarkach.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Rys.1 Bateria litowa

Według badań statystycznych przeprowadzanych w USA ( przez National Poison Data System) w 2013 roku takie baterie zostały „spożyte” przez ponad 3300 osób, w tym 2200 dzieci. Niekiedy takie wypadki kończyły się śmiercią.

Baterie guzikowe mogą powodować poważne uszkodzenie ciała. Żrące związki powstają pod wpływem elektrolizy wody zachodzącej podczas przepływu prądu. W konsekwencji dochodzi do oparzeń, krwotoków bądź przedziurawienia przewodu pokarmowego. Rozległe uszkodzenia mogą wystąpić  również w wyniku utknięcia w przełyku czy jelicie baterii litowych.

„Bateria, która stwarza największe zagrożenie, to ta o 20 mm średnicy i napięciu 3 volt” mówi Toby Litovitz, dyrektor Narodowego Centrum Zatruć (The National Capital Poison Center). „Jedno na ośmioro dzieci, które połknie baterię litową ma poważne powikłania, które mogą skończyć się śmiercią.”

Naukowcy pracują nad powłoką, będącą w stanie zatrzymać uwalnianie prądu z baterii, gdy ta nie znajduje się w urządzeniu. Osłona ta ma zdolność do przewodzenia prądu tylko wtedy, gdy wywierany jest na nią  nacisk. Jeżeli jest słaby warstwa ma właściwości izolujące.  Naukowcy – Robert S. Langer z Instytutu Massachusetts, Jeffrey M. Karp z Uniwersytetu Medycznego Harvard oraz inni członkowie zespołu swoje badania oparli na zjawisku kwantowego tunelowania (z ang, QTC-  quantum tunnelin composite).

Powłoka składa się z metalowych mikrocząsteczek przewodzących, zawieszonych w silikonowej matrycy izolacyjnej. Pod wpływem silnego nacisku,  cząsteczki metalu ulęgają ściśnięciu co pozwala na przepływ prądu.

Badacze podczas eksperymentów powłokę umieszczali na anodzie baterii, natomiast przestrzeń miedzy anodą a katodą wypełniali wodoszczelnym polimerem.

W badaniach na zwierzętach, powlekane baterie nie spowodowały uszkodzenia tkanek.

Langer i Karp są pozytywnie nastawieni do swojego projektu. Z racji tego, że baterie nie są wyrobami medycznymi, nie potrzeba przeprowadzać dla nich badan klinicznych. W tej chwili naukowcy szukają sponsorów do produkcji baterii ze specjalnymi powłokami. Mogą one potrzebować zmiany składu bądź grubości, aby dostosować je do norm produkcyjnych. Autorzy twierdzą jednak, że koszt produkcji nie powinien być problemem.

Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)1

  1. Natl. Acad. Sci. USA2014, DOI: 10.1073/pnas.1418423111
  2. http://cen.acs.org/articles/92/web/2014/11/Building-Safer-Button-Battery.html

Opracowała: Angelika Chudzik

Korekta: Maciej Bielak-Wolanin

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*