Kjemi

Forskere lager strekkbare superkondensatorer for våre neste bærbare produkter

Forskere lager strekkbare superkondensatorer for våre neste bærbare produkter



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Karbon-nanorørskog forbedrer den strekkbare superkondensatorens ytelseDuke University

Tenk deg en ny type superkondensator som kan strekkes gjentatte ganger til åtte ganger sin opprinnelige størrelse, men fremdeles beholder sin fulle funksjonalitet. Bare etter 10.000 sykluser av lading og lading begynner det å miste en liten prosentandel av energien.

Forskere fra Duke University og Michigan State University (MSU) har gjort nettopp det. Teamet ser sin nye superkapasitor som en del av et kraftuavhengig, strekkbart, fleksibelt elektronisk system som kan brukes i bærbar elektronikk eller biomedisinsk utstyr.

Studien deres ble publisert i et tidsskrift fra Cell Press, Saken, på torsdag.

Overlevende mekaniske deformasjoner

"Vårt mål er å utvikle innovative enheter som kan overleve mekaniske deformasjoner som å strekke, vri eller bøye uten å miste ytelse," sa Changyong Cao, direktør for laboratoriet for myke maskiner og elektronikk ved MSU og seniorforfatter av studien.

"Men hvis strømkilden til en strekkbar elektronisk enhet ikke kan strekkes, vil hele enhetssystemet være begrenset til å være strekkbart," fortsatte Cao.

En superkondensator, også noen ganger referert til som en ultrakondensator, lagrer energi som et batteri. Men i motsetning til batterier lagrer en superkondensator energi gjennom ladningsseparasjon og er ikke i stand til å skape sin egen energi. Det trenger en ekstern kilde for å lade.

I motsetning til batterier kan superkondensatorer frigjøre energi i korte, men store utbrudd. De lader og lades også mye raskere, noe som gjør dem ideelle for korte, kraftige applikasjoner, for eksempel i forsterkere i et stereoanlegg eller en blits i et kamera.

Hovedproblemet er at de vanligvis er harde, akkurat som batterier. Så, en annen seniorforfatter av studien, Jeff Glass, professor i elektro- og datateknikk ved Duke University, og Cao vokste en karbon-nanorørskog - en lapp på millioner av nanorør bare 15 nanometer i diameter og 20-30 mikrometer høye - på toppen av en silisiumplate. For å sette det i perspektiv, handler det om størrelsen på bredden på de minste bakteriene og høyden på dyrecellene den smitter.

SE OGSÅ: KUNNE ULTRAKAPASITORER UTBYTE BATTERIER I FREMTIDIGE ELEKTRISKE kjøretøy?

Karbon-nanorørskogen blir deretter belagt med nanofilm av gull, brukt som en elektrisk samler. Teamet bruker deretter en metode for å smuldre nanorørskogen, noe Glass forklarte: "Krøllingen øker mengden tilgjengelig overflate i en liten mengde plass, noe som øker ladningen det kan holde." Alle nanorørene blir deretter fylt med en gelelektrolytt.

Sluttresultatet er supertrekkbare superkondensatorer som kan drive fremtidens bærbare enheter.

"Mange mennesker ønsker å koble sammen superkondensatorer og batterier," sa Glass. "En superkapasitor kan lade raskt og overleve tusenvis eller til og med millioner av ladesykluser, mens batterier kan lagre mer lading slik at de kan vare lenge. Å sette dem sammen gir deg det beste fra begge verdener. De fyller to forskjellige funksjoner i samme elektriske system. "