El supercondensador funciona bien incluso cuando está estirado. Crédito:NTU Singapur
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, han creado un personalizable, fuente de energía similar a una tela que se puede cortar, plegado o estirado sin perder su función.
Dirigido por el profesor Chen Xiaodong, presidente asociado (facultad) en la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales, el equipo informó en la revista Materiales avanzados que han creado un supercondensador que funciona como una batería de carga rápida y se puede recargar muchas veces, que podría servir como una fuente de energía portátil.
Crucialmente, han hecho que su supercondensador sea personalizable o "editable, "lo que significa que su estructura y forma se pueden cambiar después de su fabricación, conservando su función como fuente de energía. Los supercondensadores extensibles existentes se fabrican con diseños y estructuras predeterminados, pero la nueva invención se puede estirar multidireccionalmente, y es menos probable que no coincida cuando se une con otros componentes eléctricos.
El nuevo supercondensador, cuando se edita en una estructura en forma de panal, tiene la capacidad de almacenar una carga eléctrica cuatro veces mayor que la mayoría de los supercondensadores extensibles existentes. Además, cuando se estira a cuatro veces su longitud original, retiene casi el 98 por ciento de su capacidad de almacenamiento de energía eléctrica, incluso después de las 10, 000 ciclos de estiramiento y liberación.
Los experimentos realizados por el profesor Chen y su equipo también mostraron que cuando el supercondensador editable se emparejó con un sensor y se colocó en el codo humano, Funcionó mejor que los supercondensadores extensibles existentes. El supercondensador editable pudo proporcionar una señal estable, incluso cuando el brazo se balanceaba, que luego se transmitió de forma inalámbrica a dispositivos externos, como uno que captura la frecuencia cardíaca de un paciente.
Los autores creen que el supercondensador editable podría producirse en masa fácilmente, ya que se basaría en las tecnologías de fabricación existentes. Por tanto, el coste de producción será bajo, estimado en alrededor de SGD $ 0.13 (USD $ 0.10) para producir 1 cm 2 del material.
El profesor Chen dijo:"Un supercondensador confiable y editable es importante para el desarrollo de la industria de la electrónica portátil. También abre todo tipo de posibilidades en el ámbito del Internet de las cosas cuando, Los dispositivos electrónicos portátiles pueden alimentarse de manera confiable y conectarse y comunicarse con electrodomésticos en el hogar y otros entornos.
"Mi propio sueño es combinar nuestros supercondensadores flexibles con sensores portátiles para el diagnóstico de rendimiento deportivo y de salud. Con la capacidad de los dispositivos electrónicos portátiles para alimentarse por sí mismos, Podrías imaginar el día en que creamos un dispositivo que podría usarse para monitorear a un corredor de maratón durante una carrera con gran sensibilidad, detectar señales tanto de esfuerzo insuficiente como excesivo ".
El supercondensador editable está hecho de material compuesto de nanocables de dióxido de manganeso reforzado. Si bien el dióxido de manganeso es un material común para los supercondensadores, la estructura de nanocables ultralarga, reforzado con una red de nanotubos de carbono y fibras de nanocelulosa, permite que los electrodos resistan las tensiones asociadas durante el proceso de personalización.
El equipo de NTU también colaboró con el Dr. Loh Xian Jun, científico senior y jefe del Departamento de Materiales Blandos del Instituto de Investigación e Ingeniería de Materiales (IMRE), Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación (A * STAR).
El Dr. Loh dijo:"Personalizable y versátil, estos interconectados, Las fuentes de energía tipo fabric pueden ofrecer una funcionalidad plug-and-play mientras mantienen un buen rendimiento. Al ser muy elástico, estas fuentes de energía flexibles son dispositivos prometedores de almacenamiento de energía de 'tela' de próxima generación que podrían integrarse en dispositivos electrónicos portátiles ".
