Wetenschap
Stoppen we straks onze mobiele telefoon in ons t-shirt in plaats van in een batterij? Helemaal buiten bereik is deze visie niet:de eerste stappen in die richting zijn al gezet.
Nu is een team onder leiding van Zhong Lin Wang van het Georgia Institute of Technology (Atlanta, USA) en Jong Min Kim van Samsung Electronics in Zuid-Korea introduceren een prototype voor een flexibel energieopslagapparaat dat in textiel verwerkt kan worden. Zoals de wetenschappers in het tijdschrift rapporteren Angewandte Chemie , deze supercondensator is gemaakt van een heel speciale opstelling van zinkoxide-nanodraden die op conventionele vezels zijn gegroeid.
Hoewel kleiner, er worden voortdurend lichtere componenten ontwikkeld, de meeste apparaten voor energieopwekking en -opslag zijn veel te omvangrijk en zwaar voor de steeds kleiner wordende elektronische apparaten van de toekomst. Supercondensatoren zijn een interessant alternatief voor batterijen en oplaadbare batterijen voor energieopslag. Ze kunnen bijna eindeloos en razendsnel worden opgeladen; echter, eerdere voorbeelden waren niet flexibel of licht genoeg.
Het onderzoeksteam heeft nu een prototype ontwikkeld voor een zeer efficiënte, op vezels gebaseerde elektrochemische micro-supercondensator die nanodraden van zinkoxide als elektroden gebruikt. Het substraat voor een van de elektrodes is een flexibele, fijne plastic draad; voor de andere elektrode is het een vezel van Kevlar. Kevlar is het materiaal dat gebruikt wordt om kogelvrije vesten te maken. Op elk van deze substraten konden de onderzoekers nanodraden van zinkoxide laten groeien. Extra coatings met materialen zoals goud en mangaanoxide zouden de laadcapaciteit verder kunnen verbeteren. Met behulp van een pincet, de onderzoekers wikkelden vervolgens elk van de plastic draden met een Kevlar-vezel. Dit samenstel werd vervolgens ingebed in een vaste gelelektrolyt die de twee elektroden scheidt en zorgt voor het nodige ladingstransport. Een bundel van deze vezels zou kunnen worden verwerkt tot een draad.
Zinkoxide heeft speciale voordelen ten opzichte van conventionele supercondensatormaterialen, :het kan op elk gewenst substraat in elke vorm bij lage temperatuur (beneden 100 °C) worden gekweekt en is zowel biocompatibel als milieuvriendelijk.
Een bijzonder intrigerende toepassing zou het gebruik zijn van deze nieuwe ladingsopslagmedia in combinatie met flexibele vezel-nanogeneratoren, die Wang en zijn team eerder hebben ontwikkeld. De hartslag en stappen van de drager, of zelfs een lichte wind, zou voldoende zijn om de piëzo-elektrische zinkoxide nanodraden in de vezels te verplaatsen, elektrische stroom opwekken.
In de vorm van een "powershirt" zou zo'n systeem voldoende stroom kunnen leveren voor kleine elektronische apparaten, zoals mobiele telefoons of kleine sensoren zoals die worden gebruikt om brandweerlieden te waarschuwen voor giftige stoffen.
Als je door het park loopt en een straathond door het gras ziet rennen, is het niet zo moeilijk om delen van het erfgoed te identificer
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com