Chémia

Vedci vytvárajú napínateľné superkondenzátory pre naše ďalšie nositeľné zariadenia

Vedci vytvárajú napínateľné superkondenzátory pre naše ďalšie nositeľné zariadenia



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.

Lesy z uhlíkových nanorúrok zlepšujú výkonnosť roztiahnuteľného superkondenzátora Duke University

Predstavte si nový typ superkondenzátora, na ktorý sa dá opakovane natiahnuť osemkrát pôvodnú veľkosť, pričom si stále zachováva svoju plnú funkčnosť. Len potom 10 000 cyklov nabíjania a dobíjania začne strácať malé percento svojej energetickej výkonnosti.

Urobili to práve vedci z Duke University a Michigan State University (MSU). Tím vidí ich nový superkondenzátor ako súčasť energeticky nezávislého, roztiahnuteľného a flexibilného elektronického systému, ktorý by sa mohol použiť v nositeľnej elektronike alebo biomedicínskych zariadeniach.

Ich štúdia bola publikovaná v časopise Cell Press, Hmota, vo štvrtok.

Prežívajúce mechanické deformácie

„Naším cieľom je vyvinúť inovatívne zariadenia, ktoré dokážu prežiť mechanické deformácie, ako je naťahovanie, krútenie alebo ohýbanie bez straty výkonu,“ uviedol Changyong Cao, riaditeľ Laboratória pre mäkké stroje a elektroniku na MSU a hlavný autor štúdie.

„Ale ak zdroj energie natiahnuteľného elektronického zariadenia nie je natiahnuteľný, potom bude celý systém zariadení natiahnutý tak, aby nebol napínateľný,“ pokračoval Cao.

Superkondenzátor, tiež niekedy označovaný ako ultrakondenzátor, uchováva energiu ako batéria. Ale na rozdiel od batérií, superkondenzátor ukladá energiu oddelením nábojov a nie je schopný vytvárať si vlastnú energiu. Na nabitie potrebuje externý zdroj.

Na rozdiel od batérií môžu superkondenzátory uvoľňovať energiu v krátkych, ale obrovských výbojoch. Nabíjajú a nabíjajú sa tiež oveľa rýchlejšie, čo je ideálne pre krátke a výkonné aplikácie, ako napríklad v zosilňovačoch v stereofónnom systéme alebo blesku vo fotoaparáte.

Hlavným problémom je, že sú zvyčajne tvrdé, rovnako ako batérie. Takže ďalší hlavný autor štúdie, Jeff Glass, profesor elektrického a počítačového inžinierstva na Duke University, a Cao vypestovali les s uhlíkovými nanorúrkami - kúsok miliónov nanorúrok len Priemer 15 nanometrov a 20 - 30 mikrometrov vysoký - na vrchu kremíkovej oblátky. Aby sme to uviedli na pravú mieru, ide o veľkosť šírky najmenších baktérií a výšku živočíšnych buniek, ktoré infikuje.

POZRI TIEŽ: BY MOHLI ULTRACAPACITORY VYMENIŤ BATÉRIE V BUDÚCICH ELEKTRICKÝCH VOZIDLÁCH?

Les uhlíkových nanorúrok je potom pokrytý zlatým nanofilmom, ktorý sa používa ako elektrický kolektor. Tím potom použije metódu na rozdrobenie nanorúrkového lesa, ktorú Glass vysvetlil: „Pokrútenie výrazne zvyšuje veľkosť dostupného povrchu na malom množstve priestoru, čo zvyšuje množstvo náboja, ktorý dokáže pojať.“ Všetky nanorúrky sa potom naplnia gélovým elektrolytom.

Konečným výsledkom sú super roztiahnuteľné superkondenzátory, ktoré by mohli napájať nositeľné zariadenia budúcnosti.

„Mnoho ľudí chce spojiť superkondenzátory a batérie dohromady,“ uviedol Glass. „Superkondenzátor sa môže rýchlo nabíjať a prežiť tisíce alebo dokonca milióny nabíjacích cyklov, zatiaľ čo batérie dokážu uchovať viac nabitia, takže vydržia dlho. Ich spojením získate to najlepšie z oboch svetov. Plnia dve rôzne funkcie v rámci toho istého elektrického systému. ““


Pozri si video: Slovenskí vedci - Milan Ťapajna mikroprocesory (August 2022).