(Phys.org) – Framsteg inom flexibel och töjbar elektronik har fått forskare att utforska sätt att skapa töjbara superkondensatorer – robusta energilagringsenheter – för att driva dessa och andra enheter.

Superkondensatorer erbjuder betydande fördelar jämfört med vanliga batterier, inklusive möjligheten att ladda på några sekunder, exceptionellt lång livslängd och hög tillförlitlighet, leder till att de integreras i bärbar hemelektronik, enheter för säkerhetskopiering av minne, hybridfordon och till och med kraft- och energiledningssystem i stor industriell skala.

Trådformade superkondensatorer, särskilt, har uppmärksammats för användning i bärbara energiapparater.

University of Delaware professorer Tsu-Wei Chou och Bingqing Wei har framgångsrikt utvecklat en kompakt, töjbar trådformad superkondensator (WSS) baserad på kontinuerliga kolnanorörsfibrer (CNT).

Chou, Pierre S. du Pont Ingenjörschef, är en internationellt känd kompositexpert som är specialiserad på att använda kolnanorörsfibrer för multifunktionella kompositer och energilagringsenheter. Wei, professor i maskinteknik, har expertis i att skapa skalbara kraftkällor för töjbar elektronik.

De använde en förträning-sedan-buckling-metod för att tillverka den trådformade superkondensatorn med en Spandex-fiber som substrat, en polyvinylalkohol-svavelsyragel som den fasta elektrolyten, och kolnanorörsfibrer (CNT) som de aktiva elektroderna.

När de utsätts för en dragpåkänning på 100 procent över 10, 000 laddnings-/urladdningscykler, CNT-superkondensatorns elektrokemiska prestanda förbättrades till 108 procent, avslöjar dess utmärkta elektrokemiska stabilitet.

Wei, som tillskriver superkondensatorns prestanda de inneboende mekaniska och fysikaliska egenskaperna hos de flexibla CNT-fibrerna, sa, "Nätverket av individuella CNT och deras buntar ger fibrerna kapacitet att motstå stora deformationer utan att offra mekaniska egenskaper, elektrisk konduktivitet, och elektrokemiska egenskaper."

"Denna unika kombination av enastående elektrokemisk prestanda och töjbarhet kan möjliggöra integration av trådformade superkondensatorer med bärbara, miniatyriserade och bärbara elektroniska enheter, " sa Chou.

Professorerna publicerade nyligen sina resultat i Avancerade energimaterial . Den första författaren på tidningen var Ping Xu, en gäststudent från Donghua University i Shanghai, Kina.