Дыхание и движение человека дадут энергию для мощных конденсаторов: они имеют миниатюрные размеры

Дыхание и движение человека дадут энергию для конденсаторов

Международная группа исследователей работает над созданием эластичной системы, которая генерирует энергию движения и дыхания человека. Она будет аккумулироваться в специальных носимых устройствах, представляющих собой растягиваемые суперконденсаторы миниатюрных размеров. В исследовательской группе работают специалисты из Университета Пенсильвании, Университета Миньцзян и Нанкинского университета в Китае.

Все существующие версии батарей и суперконденсаторов, используемых человеком, имеют множество недостатков, в том числе низкая плотность и ограничения в растяжимости.


Сейчас все новые разработки сосредоточены на создании сенсоров в носимых устройствах. В тех случаях, когда задействованы датчики газа и другие носимые устройства, они комбинируются с аккумулятором для питания. А использование миниатюрных конденсаторов дает возможность автономного питания датчика, когда нет необходимости в батарее. Микро-суперконденсаторы сами по себе являются устройствами, в которых накапливается необходимая энергия.

У них на самом деле удобные небольшие размеры, высокая удельная мощность, способность быстро заряжаться. Но у них есть минусы – многослойная геометрия, плохая гибкость, большие расстояния диффузии ионов.

Исследователи учли этот факт и разработали альтернативную архитектуру, чтобы продвигать использование микроконденсаторов в носимых устройствах. Расположение ячеек в виде змеевиков дает возможность всей конфигурации растягиваться и изгибаться, уменьшая при этом деформацию.


А сама по себе структура при этом объединении становится тем, что ученые называют «решетками микроконденсаторов». Используя конструкции островного моста в процессе соединения ячеек выявилась повышенная растяжимость и возможность регулировать выходное напряжение.

И в таком случае система обратимо может растянуться до ста процентов. Таким образом ученые доказали, что эти массивы суперконденсаторов могут эффективно заряжаться и разряжаться и накапливать энергию, необходимую для питания носимого устройства.

Ссылка: «Решетки высокоэнергетических растягиваемых микро-суперконденсаторов« все в одном »на основе трехмерных лазерно-индуцированных графеновых пен, украшенных мезопористыми нанолистами ZnP для автономных растягиваемых систем» Ченг Чжан, Чжисян Пэн, Чунлей Хуанг, Бингвен Чжан, Чао Син, Хуамин Чен, Хуанью Ченг, Цзюнь Ван и Шаолун Тан, 17 ноября 2020 г., Nano Energy . DOI: 10.1016 / j.nanoen.2020.105609