Forskare vid Nanyang Technological University, Singapore, har skapat en anpassningsbar, tygliknande strömkälla som kan skäras, vikt eller sträckt utan att förlora sin funktion.

Leds av professor Chen Xiaodong, docent (fakultet) vid School of Materials Science &Engineering, rapporterade laget i tidningen Avancerade material att de har skapat en superkondensator som fungerar som ett snabbladdningsbart batteri och kan laddas många gånger, som kan fungera som en bärbar kraftkälla.

Avgörande, de har gjort sin superkondensator anpassningsbar eller "redigerbar, "vilket innebär att dess struktur och form kan ändras efter att den har tillverkats, samtidigt som den behåller sin funktion som strömkälla. Befintliga töjbara superkondensatorer tillverkas i förutbestämda konstruktioner och strukturer, men den nya uppfinningen kan sträckas i flera riktningar, och är mindre sannolikt att den inte matchar när den förenas med andra elektriska komponenter.

Den nya superkondensatorn, när den redigeras till en bikakeliknande struktur, har förmågan att lagra en elektrisk laddning fyra gånger högre än de flesta befintliga töjbara superkondensatorer. Dessutom, när den sträcks till fyra gånger sin ursprungliga längd, den behåller nästan 98 procent av sin lagringskapacitet för elektrisk energi, även efter 10, 000 stretch-and-release-cykler.

Experiment gjorda av prof Chen och hans team visade också att när den redigerbara superkapacitorn parades med en sensor och placerades på den mänskliga armbågen, det fungerade bättre än befintliga töjbara superkondensatorer. Den redigerbara superkapacitorn kunde ge en stabil signal, även när armen svängde, som sedan överfördes trådlöst till externa enheter, till exempel en som fångar en patients puls.

Författarna tror att den redigerbara superkondensatorn lätt kan massproduceras, eftersom den skulle förlita sig på befintlig tillverkningsteknik. Produktionskostnaden blir således låg, uppskattas till cirka 0,13 SGD (0,10 USD) för att producera 1 cm ² av materialet.

Professor Chen sa, "En pålitlig och redigerbar superkondensator är viktig för utvecklingen av den bärbara elektronikindustrin. Det öppnar också upp alla möjliga möjligheter inom sakernas internet när, bärbar elektronik kan tillförlitligt driva sig själva och ansluta och kommunicera med apparater i hemmet och andra miljöer.

"Min egen dröm är att kombinera våra flexibla superkondensatorer med bärbara sensorer för hälso- och sportprestanda. Med möjligheten för bärbar elektronik att driva sig själva, du kan tänka dig dagen då vi skapar en enhet som kan användas för att övervaka en maratonlöpare under ett lopp med stor känslighet, detektera signaler från både under- och överansträngning. "

Den redigerbara superkondensatorn är gjord av förstärkt mangandioxid nanotrådskompositmaterial. Medan mangandioxid är ett vanligt material för superkondensatorer, den ultralånga nanotrådstrukturen, förstärkt med ett nätverk av kolnanorör och nanocellulosafibrer, tillåter elektroderna att motstå de associerade stammarna under anpassningsprocessen.

NTU -teamet samarbetade också med Dr. Loh Xian Jun, senior forskare och chef för avdelningen för mjuka material vid Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), Byrån för vetenskap, Teknik och forskning (A*STAR).

Dr Loh sa, "Anpassningsbar och mångsidig, dessa sammankopplade, tygliknande strömkällor kan erbjuda en plug-and-play-funktion samtidigt som de bibehåller god prestanda. Att vara mycket töjbar, dessa flexibla strömkällor lovar nästa generations energilagringsenheter av "tyg" som kan integreras i bärbar elektronik. "