Wetenschappers aan de Nanyang Technological University, Singapore, hebben een aanpasbare, stofachtige stroombron die kan worden gesneden, gevouwen of uitgerekt zonder zijn functie te verliezen.

Onder leiding van professor Chen Xiaodong, leerstoel (faculteit) bij de School of Materials Science &Engineering, rapporteerde het team in het journaal Geavanceerde materialen dat ze een supercondensator hebben gemaakt die werkt als een snelladende batterij en vele malen kan worden opgeladen, die als draagbare stroombron zou kunnen dienen.

Cruciaal, ze hebben hun supercondensator aanpasbaar of "bewerkbaar gemaakt, " wat betekent dat de structuur en vorm kunnen worden veranderd nadat het is vervaardigd, met behoud van zijn functie als energiebron. Bestaande rekbare supercondensatoren zijn vervaardigd in vooraf bepaalde ontwerpen en structuren, maar de nieuwe uitvinding kan in meerdere richtingen worden uitgerekt, en zal minder snel niet bij elkaar passen wanneer het wordt gecombineerd met andere elektrische componenten.

De nieuwe supercondensator, wanneer bewerkt tot een honingraatachtige structuur, heeft het vermogen om een ​​elektrische lading op te slaan die vier keer hoger is dan de meeste bestaande rekbare supercondensatoren. In aanvulling, wanneer uitgerekt tot vier keer de oorspronkelijke lengte, het behoudt bijna 98 procent van zijn opslagcapaciteit voor elektrische energie, ook na 10, 000 stretch-and-release cycli.

Experimenten uitgevoerd door Prof Chen en zijn team toonden ook aan dat wanneer de bewerkbare supercondensator werd gekoppeld aan een sensor en op de menselijke elleboog werd geplaatst, het presteerde beter dan bestaande rekbare supercondensatoren. De bewerkbare supercondensator was in staat om een ​​stabiel signaal te geven, zelfs als de arm zwaaide, die vervolgens draadloos naar externe apparaten werd verzonden, zoals een die de hartslag van een patiënt vastlegt.

De auteurs zijn van mening dat de bewerkbare supercondensator gemakkelijk in massa kan worden geproduceerd, aangezien het zou steunen op bestaande productietechnologieën. De productiekosten zullen dus laag zijn, geschat op ongeveer SGD $ 0,13 (USD $ 0,10) om 1 cm . te produceren ² van het materiaal.

Professor Chen zei:"Een betrouwbare en bewerkbare supercondensator is belangrijk voor de ontwikkeling van de draagbare elektronica-industrie. Het opent ook allerlei mogelijkheden op het gebied van het internet der dingen wanneer, draagbare elektronica kan zichzelf op betrouwbare wijze van stroom voorzien en verbinding maken met en communiceren met apparaten in huis en andere omgevingen.

"Mijn eigen droom is om onze flexibele supercondensatoren te combineren met draagbare sensoren voor diagnostiek van gezondheids- en sportprestaties. Met de mogelijkheid voor draagbare elektronica om zichzelf van stroom te voorzien, je kunt je de dag voorstellen waarop we een apparaat maken dat kan worden gebruikt om een ​​marathonloper tijdens een race met grote gevoeligheid te volgen, het detecteren van signalen van zowel onder- als overbelasting."

De bewerkbare supercondensator is gemaakt van versterkt mangaandioxide-nanodraadcomposietmateriaal. Hoewel mangaandioxide een veelgebruikt materiaal is voor supercondensatoren, de ultralange nanodraadstructuur, versterkt met een netwerk van koolstofnanobuisjes en nanocellulosevezels, zorgt ervoor dat de elektroden bestand zijn tegen de bijbehorende spanningen tijdens het aanpassingsproces.

Het NTU-team werkte ook samen met Dr. Loh Xian Jun, senior wetenschapper en hoofd van de afdeling Soft Materials van het Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), Agentschap voor Wetenschap, Technologie en Onderzoek (A*STAR).

Dr. Loh zei, "Aanpasbaar en veelzijdig, deze met elkaar verbonden, stofachtige stroombronnen kunnen een plug-and-play-functionaliteit bieden met behoud van goede prestaties. Omdat het zeer rekbaar is, deze flexibele stroombronnen zijn veelbelovende 'stoffen' energieopslagapparaten van de volgende generatie die kunnen worden geïntegreerd in draagbare elektronica."