Grafen esnek süper kapasitörler: gelecekte giyilebilir cihazlar için güç kaynağı için yeni bir seçim!
Kılavuz
Yakın zamanda, Birleşik Krallık'taki Manchester Üniversitesi tarafından yapılan yakın tarihli bir araştırma, katı hal esnek bir süper kapasitör cihazı geliştirdi. İletken grafen oksit mürekkep kullanılarak serigrafi teknolojisi ile pamuklu kumaşlar gibi tekstiller üzerine direkt olarak basılabilmektedir.
Anahtar kelime
Esnek, giyilebilir teknoloji, süper kapasitör, grafen
arka fon
Günümüzde giyilebilir teknoloji hızla gelişiyor Akıllı kumaşlar, akıllı deriler, akıllı bilezikler, akıllı saatler, akıllı yamalar, akıllı eldivenler gibi çeşitli giyilebilir akıllı ürünler sonsuz bir akışta ortaya çıkıyor ve düşük maliyetli, yüksek konforlu ve bağımsız ürünler sunuyor. Güç kaynağı ve esneklik gibi yeni trendler.
Bununla birlikte, yazarın daha önce defalarca ortaya koyduğu gibi, giyilebilir teknolojinin gelişmesinin önündeki ana engel hala pildir. Pil ömrü sınırlıdır, bu da cihazın normal kullanımını etkileyecektir; hantal ve sert görünümü kullanıcı deneyimini de etkileyecektir; tekrar tekrar şarj etmek kullanıcının rahatsızlığını artıracaktır; son olarak güvenlik de göz ardı edilemeyecek konulardan biridir.
Yazar, bu temel engeli aşmak için, giyilebilir cihazlara güç sağlamak için güneş enerjisi, insan hareketi, çevresel ısı vb. Gibi pilleri değiştirmek için kendi kendine çalışan bir dizi çözüm sunmuştur, ancak bu teknolojilerin çoğu, olgun geniş ölçekli ticari kullanımdan uzaktır. .
Yazar ayrıca, bu engeli aşmak için yeni bir yol sağlayan yeni bir enerji depolama cihazı türü olan "süper kapasitör" ü tanıttı. Bir süper kapasitörün işlevi, bir bataryanın işlevine benzer, ancak hızlı bir şekilde şarj edilebilir ve cihaz birkaç saniye içinde tamamen şarj edilebilir.
Yenilikçilik
Yakın zamanda, Birleşik Krallık'taki Manchester Üniversitesi tarafından yapılan yakın tarihli bir araştırma, katı hal esnek bir süper kapasitör cihazı geliştirdi. İletken grafen oksit mürekkep kullanılarak serigrafi teknolojisi ile pamuklu kumaşlar gibi tekstiller üzerine direkt olarak basılabilmektedir.
(Resim kaynağı: Manchester Üniversitesi)
Bu son araştırma, grafen teknolojisini basılı elektronik cihazlara akıllıca uygulayarak giyilebilir teknolojinin gelişimini etkili bir şekilde teşvik ediyor. "Two -ensional Materials" dergisinde bildirildiği gibi, bu basılı elektrot, mürekkep ve tekstil substratı arasındaki güçlü etkileşim nedeniyle mükemmel mekanik stabiliteye sahiptir.
teknoloji
Giyilebilir cihazlara güç sağlamak için özel gereksinimlere dayalı olarak, bu enerji depolama sistemi makul mekanik esnekliğe, yüksek enerji ve güç yoğunluğuna, iyi işletim güvenliğine, uzun çevrim ömrüne ve düşük maliyete sahip olmalıdır.
Yukarıdakilerin tümü, üretim malzemeleri için yüksek gereksinimler ortaya koymaktadır, ancak grafen malzemelerden yapılan esnek katı süper kapasitörler yukarıdaki gereksinimleri iyi bir şekilde karşılayabilir. Grafen mükemmel performansa sahip iki boyutlu bir malzemedir.Yazar tarafından daha önce defalarca tanıtılmıştır.Karbon atomlarından oluşan bal peteği yapısıdır ve sadece tek kat kalınlığındadır.
(Resim kaynağı: Manchester Üniversitesi)
Elektriksel iletkenliği, ısıl iletkenliği ve mekanik özellikleri mükemmeldir ve "yeni malzemelerin kralı" ününe sahiptir. Giyilebilir bir cihaz olarak nispeten yüksek esnekliğe sahiptir. Grafen de bu açıdan çok iyi performans gösteriyor, gerildikten sonra uzunluğu orijinal uzunluğunun% 120'si kadar olabiliyor.
(Resim kaynağı: Manchester Üniversitesi)
Bu iyi esneklik, bilekte bükülebilen ve takılabilen akıllı telefonlar, gazete gibi sarılabilen bilgisayarlar, ortamdaki değişikliklere her an yanıt verebilen akıllı giysiler gibi giyilebilir cihazlara çeşitli uygulamaları getirecektir.
(Resim kaynağı: Manchester Üniversitesi)
(Resim kaynağı: Manchester Üniversitesi)
(Resim kaynağı: Manchester Üniversitesi)
Grafen oksit, bir grafen şeklidir. Mürekkep benzeri bir çözümle düşük maliyetle üretilebilir. Bu çözüm, süper kapasitörler oluşturmak ve kumaşın kendisinin bir parçası olmak için tekstil ürünlerine uygulanabilir.
değer
Grafen oksit baskılı süper kapasitörlerin daha da geliştirilmesi, giyilebilir teknolojinin büyük potansiyelinden yararlanmaya yardımcı olacaktır. Daha fazla araştırma ve geliştirme ile, spor performansını izleyebilen yüksek performanslı spor giyim, gömülü sağlık izleme cihazları, hafif askeri teçhizat, yeni mobil iletişim ekipmanı ve hatta giyilebilir bilgisayarlar gibi bazı uygulamalar gerçekleştirilecek.
Şimdi, bu yeniliğin araştırmacılarının nasıl yorum yaptığına bir göz atalım. Birleşik Krallık'taki Ulusal Grafen Merkezi'nde bilgi alışverişi yapan ve makalenin ortak yazarı olan Dr. Nazmul Karim şunları söyledi:
"Grafen bazlı esnek kumaş süperkapasitörleri geliştirmek için basit ve ölçeklenebilir baskı teknolojisinin kullanılması, çok işlevli yeni nesil giyilebilir elektronik kumaşların gerçekleştirilmesine yönelik önemli bir adımı temsil ediyor."
"İnsan faaliyetlerini ve fizyolojik koşulları izlerken enerji depolayabilen çevre dostu ve düşük maliyetli akıllı elektronik kumaşlar üretmek için yeni olanaklar sağlıyor."
Makalenin bir başka ortak yazarı Amor Abdelkader şunları söyledi:
"Kumaş en esnek alt tabakadır. İlk kez enerji depolayabilen ve pamuk kadar esnek olan sabit bir cihaz bastırdık."
"Bu tür ekipman yıkanabilir, bu da onu gelecekteki akıllı giysiler için pratik bir olasılık haline getiriyor. Bu araştırmanın, kumaşlar üzerinde diğer ekipman türlerini yapmak için iki boyutlu malzeme mürekkeplerinin kullanımına bir yol açacağına inanıyoruz. Bir kapı."
Referans
[1] Flexible-batteries-power-the-future-of-wearable-technology/
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
