新型可充電鋅電池可被集成到機器人結構中，以提供更多的能量

據外媒New Atlas報導，現在的機器人已經能夠完成一些不可思議的壯舉，無論是在紐西蘭放羊還是在盧安達運送醫療用品。它們可以達到更高的高度的一種方法是，如果它們的一些結構材料加倍作為能量儲存，就像動物的脂肪一樣。科學家們現在已經用一種多功能電池演示了這種方法。他們估計，這項技術可以為未來的機器人提供高達72倍於當前配置的動力。

這項工作是由密西根大學的工程師進行的，他們正在研究廉價、無毒的鋅電池為新一代機器人設備供電的潛力。這些電池通過由水基聚合物凝膠和凱夫拉背心中使用的芳綸納米纖維製成的膜在鋅電極和空氣陰極之間傳輸氫氧離子，這種設計開啟了一些有趣的多功能功能。

該團隊使用其最新版本的鋅電池作為小型機器人的結構材料，形狀像蠍子和蠕蟲。電池被連接到機器人的電機中，然後包裹在機器人上，以保護內部的脆弱部件。這種配置下，多功能的生物形態電池既是機器人的結構部件，又是其動力源，其性能與目前使用的典型鋰電池相似。

「就能量密度而言，沒有任何其他結構電池的報導可以與當今最先進的先進鋰電池相媲美，」研究的領導者 Nicholas Kotov解釋說。「我們在10個不同的措施上改進了我們之前的結構鋅電池版本，其中一些措施是100倍，以實現這一目標。」

Kotov表示，目前機器人的設計通常是為了容納電池，這些電池佔據了其可用機載空間的20%左右，並貢獻了其整體重量的20%左右。根據該團隊的說法，結構電池的能量密度可能會改變這方面，例如，可以將送貨機器人的續航能力提高一倍。但它們有可能比這更進一步。

「然而，這並不是極限，」該研究的第一作者王明強說。「我們估計，如果將機器人的外部更換為鋅電池，與擁有單節鋰離子電池相比，機器人的電力容量可以增加72倍。」

這可能不僅適用於今天為送貨或倉庫物流等應用而建造的機器人，而且可以塑造微觀尺度上更小的機器的發展，典型的電池太大，效率太低，無法完成工作。所有這些都是通過從自然界的能源系統中取經。

「能夠承擔雙重職責的電池--儲存電荷和保護機器人的『器官』-複製了脂肪組織在生物中服務於儲存能量的多功能性，」Kotov實驗室生物醫學工程專業的博士生Ahmet Emre說。

這項研究發表在《科學機器人》雜誌上。