Los investigadores de DGIST han encontrado una forma económica de fabricar pequeños dispositivos de almacenamiento de energía que pueden alimentar de manera efectiva sensores de piel flexibles y portátiles junto con otros dispositivos electrónicos. allanando el camino hacia la monitorización y el diagnóstico médicos remotos y los dispositivos portátiles. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Nano energía .

Los científicos de materiales Sungwon Lee y Koteeswara Reddy Nandanapalli del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST) desarrollaron el proceso de fabricación con colegas en Corea. Una clave del éxito es rociar una cantidad específica de tinta de grafeno sobre sustratos flexibles en un ángulo y temperatura específicos.

Lee dice:"La demanda de dispositivos portátiles y de diagnóstico remoto está aumentando rápidamente y, por lo tanto, muchos científicos están centrando sus esfuerzos de investigación en el desarrollo de varios dispositivos electrónicos de piel, lo que requiere dispositivos de energía extremadamente pequeños y flexibles como fuente de energía ".

Cuando se cargan micro-supercondensadores, Las cargas eléctricas positivas y negativas se acumulan en sus electrodos y se almacenan como energía. Estos dispositivos tienen tiempos de carga y descarga cortos en comparación con las baterías, pero no pueden almacenar tanta energía.

El grafeno es un material prometedor para mejorar su almacenamiento de energía, ya que los electrodos de grafeno son muy porosos y, por lo tanto, proporcionan una superficie más grande para que se produzcan las reacciones electrostáticas necesarias.

Otra forma de mejorar el rendimiento del micro-supercondensador es fabricando electrodos con dientes entrelazados, como los de dos peines, aumentando la cantidad de energía que se puede almacenar. Pero este proceso es caro y no funciona de forma flexible, sustratos sensibles a la temperatura.

La solución obvia sería rociar grafeno sobre un sustrato flexible, pero la pulverización vertical conduce a electrodos que no son muy porosos y que tienen capas compactas, dándoles un rendimiento deficiente.

Sotavento, Nandanapalli, y sus colegas rociaron tinta de grafeno en capas finas sustratos flexibles, fabricando un micro-supercondensador delgado como un papel con electrodos entrelazados y un excelente rendimiento.

El truco, ellos exploraron, fue rociar diez mililitros de tinta de grafeno en un ángulo de 45 ° y una temperatura de 80 ° C sobre un sustrato flexible. Esto condujo a la formación de porosos, electrodos de varias capas. El micro-supercondensador del equipo tiene 23 micrómetros de espesor, diez veces más fino que el papel, y conserva su estabilidad mecánica después de 10, 000 curvas. Puede almacenar alrededor de 8,4 microfaradios de carga por centímetro cuadrado (2 veces más alto que el valor reportado hoy) y tiene una densidad de potencia de alrededor de 1,13 kilovatios por kilogramo (4 veces más alta que la de las baterías de iones de litio). El equipo demostró que podría usarse en dispositivos portátiles que se adhieren a la piel.

"Nuestro trabajo muestra que es posible reducir el grosor de los micro-supercondensadores para su uso en dispositivos flexibles, sin degradar su desempeño, ", dice Lee. A continuación, el equipo tiene como objetivo mejorar la capacidad de almacenamiento y el consumo de energía de los micro-supercondensadores para que sea factible su uso en dispositivos electrónicos de piel del mundo real.