Forskere udvikler strækbar trådformet superkondensator

(Phys.org) — Fremskridt inden for fleksibel og strækbar elektronik har fået forskere til at udforske måder at skabe strækbare superkondensatorer - robuste energilagringsenheder - til at drive disse og andre enheder.

Superkondensatorer giver betydelige fordele i forhold til almindelige batterier, inklusive evnen til at genoplade på få sekunder, usædvanlig lang levetid og høj pålidelighed, fører til deres inkorporering i bærbar forbrugerelektronik, hukommelse backup enheder, hybridbiler og endda strøm- og energistyringssystemer i stor industriel skala.

Trådformede superkondensatorer, i særdeleshed, har tiltrukket sig opmærksomhed for brug i bærbare energienheder.

University of Delaware professorer Tsu-Wei Chou og Bingqing Wei har med succes udviklet en kompakt, strækbar wire-formet supercapacitor (WSS) baseret på kontinuerlige carbon nanorør (CNT) fibre.

Chou, Pierre S. du Pont, formand for ingeniørvidenskab, er en internationalt kendt kompositekspert, der har specialiseret sig i at bruge carbon nanorørfibre til multifunktionelle kompositter og energilagringsenheder. Wei, professor i maskinteknik, har ekspertise i at skabe skalerbare strømkilder til strækbar elektronik.

De brugte en forspændende-og-knæk-metode til at fremstille den trådformede superkondensator ved hjælp af en Spandex-fiber som substrat, en polyvinylalkohol-svovlsyregel som den faste elektrolyt, og carbon nanorør (CNT) fibre som de aktive elektroder.

Når de udsættes for en trækbelastning på 100 procent over 10, 000 opladnings-/afladningscyklusser, CNT-superkondensatorens elektrokemiske ydeevne blev forbedret til 108 procent, afslører dens fremragende elektrokemiske stabilitet.

Wei, hvem krediterer superkondensatorens ydeevne til de iboende mekaniske og fysiske egenskaber af de fleksible CNT-fibre, sagde, "Netværket af individuelle CNT'er og deres bundter giver fibrene kapacitet til at modstå store deformationer uden at ofre mekaniske egenskaber, elektrisk ledningsevne, og elektrokemiske egenskaber."

"Denne unikke kombination af enestående elektrokemisk ydeevne og strækbarhed kan muliggøre integration af trådformede superkondensatorer med bærbare, miniaturiserede og bærbare elektroniske enheder, "sagde Chou.

Professorerne har for nylig offentliggjort deres resultater i Avancerede energimaterialer . Den første forfatter på papiret var Ping Xu, en gæstestuderende fra Donghua University i Shanghai, Kina.