Pin thải từ các thiết bị đeo, thiết bị cấy ghép y tế đang là vấn đề ngày càng lớn, tạo ra nhu cầu cấp thiết về các giải pháp thay thế bền vững. Nhóm nghiên cứu tại Viện Trottier về kỹ thuật và thiết kế bền vững thuộc Đại học McGill vừa phát triển loại pin mới, thân thiện với môi trường, có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị này, mà vẫn phân hủy an toàn trong môi trường.
Pin được làm từ acid citric, gelatin và kim loại phân hủy sinh học, thay thế điện cực kim loại nặng thường sử dụng trong pin thông thường. Magie và molybdenum, thường sử dụng trong các khái niệm pin phân hủy sinh học, dễ phân hủy hơn kim loại nặng nhưng lại cho hiệu suất thấp hơn.
Các thiết kế dựa trên magie trước đây, gặp phải lớp rào cản trên kim loại, làm giảm điện áp và tuổi thọ của pin. Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu sử dụng acid citric và acid lactic tự nhiên trộn với gelatin, nhằm ngăn chặn lớp phản ứng, giúp cải thiện cả hiệu suất và tuổi thọ pin.
Để làm cho pin mềm dẻo, acid được hòa tan trong gelatin, tạo ra chất điện phân mềm, có khả năng co giãn. Sau đó, pin được cắt theo họa tiết kirigami, thiết kế hình học cho phép vật liệu giãn nở và xoắn mà không bị rách. Cấu trúc này cho phép pin giãn tới 80% mà không giảm hiệu suất.
Trong quá trình thử nghiệm, pin cung cấp năng lượng cho một cảm biến áp suất, khoảng 1,3 volt, thấp hơn một chút so với pin AA tiêu chuẩn nhưng vẫn đủ cho các thiết bị điện tử đeo được. Thiết kế này phù hợp với các thiết bị đeo mềm, thiết bị y tế cấy ghép và cảm biến IoT linh hoạt.
Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm kiếm đối tác để phát triển công nghệ, với mục tiêu thu nhỏ pin để cấy ghép, nâng cao hiệu suất và tích hợp pin với các mạch hoàn toàn phân hủy sinh học. Công trình này giải quyết vấn đề rác thải điện tử ngày càng tăng, bằng cách cung cấp giải pháp thay thế bền vững cho pin truyền thống, mang lại cả chức năng của pin và lợi ích về môi trường.
