Χημεία

Οι ερευνητές δημιουργούν Stretchable Supercapacitors για τα επόμενα Wearables μας

Οι ερευνητές δημιουργούν Stretchable Supercapacitors για τα επόμενα Wearables μας


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.

Τα δάση νανοσωλήνων άνθρακα βελτιώνουν την απόδοση του εκτάσιμου υπερσυμπιεστή του Πανεπιστημίου Duke

Φανταστείτε έναν νέο τύπο supercapacitor στον οποίο μπορείτε να τεντώσετε επανειλημμένα οκτώ φορές το αρχικό του μέγεθος, διατηρώντας ωστόσο την πλήρη λειτουργικότητά του. Μόνο μετά 10.000 κύκλοι φόρτισης και επαναφόρτισης αρχίζει να χάνει ένα μικρό ποσοστό της ενεργειακής απόδοσης.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Duke και το Πανεπιστήμιο του Michigan State (MSU) έχουν κάνει ακριβώς αυτό. Η ομάδα βλέπει τον νέο υπερσυμπιεστή τους ως μέρος ενός ανεξάρτητου, ευέλικτου, ευέλικτου ηλεκτρονικού συστήματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρονικά ή βιοϊατρικές συσκευές.

Η μελέτη τους δημοσιεύθηκε σε περιοδικό από το Cell Press, Υλη, την Πέμπτη.

Επιβίωση μηχανικών παραμορφώσεων

"Στόχος μας είναι να αναπτύξουμε καινοτόμες συσκευές που μπορούν να επιβιώσουν από μηχανικές παραμορφώσεις, όπως τέντωμα, στρίψιμο ή κάμψη χωρίς απώλεια απόδοσης", δήλωσε ο Changyong Cao, διευθυντής του Εργαστηρίου Μαλακών Μηχανών και Ηλεκτρονικών στο MSU και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.

"Αλλά αν η πηγή ισχύος μιας τεντώσιμης ηλεκτρονικής συσκευής δεν είναι τεντώσιμη, τότε ολόκληρο το σύστημα της συσκευής θα περιοριστεί ως μη τεντώσιμο", συνέχισε ο Cao.

Ένας υπερσυμπιεστής, που μερικές φορές αναφέρεται επίσης ως υπερ-πυκνωτής, αποθηκεύει ενέργεια σαν μπαταρία. Όμως, σε αντίθεση με τις μπαταρίες, ένας υπερσυμπιεστής αποθηκεύει ενέργεια μέσω διαχωρισμού φορτίου και δεν είναι σε θέση να δημιουργήσει τη δική του ενέργεια. Χρειάζεται μια εξωτερική πηγή για να φορτίσει.

Επίσης, σε αντίθεση με τις μπαταρίες, οι υπερπυκνωτές μπορούν να απελευθερώνουν ενέργεια σε σύντομες αλλά τεράστιες εκρήξεις. Φορτίζουν και επαναφορτίζουν πολύ πιο γρήγορα, καθιστώντας τα ιδανικά για σύντομες εφαρμογές υψηλής ισχύος, όπως σε ενισχυτές σε στερεοφωνικό σύστημα ή φλας σε κάμερα.

Το κύριο ζήτημα είναι ότι είναι συνήθως σκληρά, όπως και οι μπαταρίες. Έτσι, ένας άλλος ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, ο Jeff Glass, καθηγητής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο Duke και ο Cao μεγάλωσε ένα δάσος νανοσωλήνων άνθρακα - ένα κομμάτι εκατομμυρίων νανοσωλήνων μόλις 15 νανόμετρα σε διάμετρο και 20-30 μικρόμετρα ύψος - πάνω από μια γκοφρέτα πυριτίου. Για να το θέσουμε σε προοπτική, αυτό αφορά το μέγεθος του πλάτους των μικρότερων βακτηρίων και το ύψος των ζωικών κυττάρων που μολύνει.

ΒΛΕΠΕ ΕΠΙΣΗΣ: ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΑΝΤΑΛΛΑΚΟΥΝ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ ΥΠΕΡΒΟΛΙΚΟΥΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΣΕ ΜΕΛΛΟΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ;

Στη συνέχεια, το δάσος νανοσωλήνων άνθρακα επικαλύπτεται με χρυσό νανοφίλμ, που χρησιμοποιείται ως ηλεκτρικός συλλέκτης. Στη συνέχεια, η ομάδα χρησιμοποιεί μια μέθοδο για να συντρίψει το δάσος νανοσωλήνων, την οποία ο Glass εξήγησε: "Η τσαλάκωση αυξάνει σημαντικά την ποσότητα της επιφάνειας που διατίθεται σε μικρό χώρο, γεγονός που αυξάνει το ποσό φόρτισης που μπορεί να κρατήσει." Στη συνέχεια, όλοι οι νανοσωλήνες γεμίζονται με ηλεκτρολύτη γέλης.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι οι υπερ-εκτατοί υπερσυμπιεστές που θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν τις φορητές συσκευές του μέλλοντος.

"Πολλοί άνθρωποι θέλουν να συνδυάσουν τους υπερπυκνωτές και τις μπαταρίες μαζί", δήλωσε ο Glass. "Ένας υπερπυκνωτής μπορεί να φορτίσει γρήγορα και να επιβιώσει χιλιάδες ή και εκατομμύρια κύκλων φόρτισης, ενώ οι μπαταρίες μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερη φόρτιση, ώστε να μπορούν να διαρκέσουν πολύ. Το να τα συνδυάσετε σας δίνει το καλύτερο και των δύο κόσμων. Γεμίζουν δύο διαφορετικές λειτουργίες στο ίδιο ηλεκτρικό σύστημα. "


Δες το βίντεο: Amazing 3D-Printed Graphene Supercapacitor Electrode (Σεπτέμβριος 2022).


Σχόλια:

  1. Samujind

    I can suggest that you visit the site, which has many articles on the topic that interests you.

  2. Manuelo

    Λυπάμαι που σας διακόπτω, υπάρχει μια πρόταση να προχωρήσουμε σε άλλο δρόμο.

  3. Carlyle

    Ζητώ συγγνώμη, αλλά, κατά τη γνώμη μου, δεν έχετε δίκιο. είμαι σίγουρος. Μπορώ να το αποδείξω. Γράψε μου στο PM, θα το συζητήσουμε.



Γράψε ένα μήνυμα