Fleksible batterier driver fremtiden for bærbar teknologi

Den hurtige udvikling af bærbar teknologi har fået endnu et løft fra en ny udvikling, der bruger grafen til trykte elektroniske enheder.

Ny forskning fra University of Manchester har vist fleksible batterilignende enheder, der er printet direkte på tekstiler ved hjælp af en simpel serigrafiteknik.

Den nuværende forhindring med bærbar teknologi er, hvordan man kan drive enheder uden behov for besværlige batteripakker. Enheder kendt som superkondensatorer er en måde at opnå dette på. En superkondensator fungerer på samme måde som et batteri, men giver mulighed for hurtig opladning, som kan oplade enheder fuldt ud på få sekunder.

Nu er en solid-state fleksibel superkondensatorenhed blevet demonstreret ved at bruge ledende grafenoxid-blæk til at printe på bomuldsstof. Som rapporteret i tidsskriftet 2-D Materials udviste de trykte elektroder fremragende mekanisk stabilitet på grund af den stærke interaktion mellem blækket og tekstilsubstratet.

Yderligere udvikling af grafenoxid-printede superkondensatorer kan gøre det store potentiale i bærbar teknologi til normen. Højtydende sportstøj, der overvåger ydeevne, indlejrede sundhedsovervågningsenheder, letvægts militærudstyr, nye klasser af mobile kommunikationsenheder og endda bærbare computere er blot nogle af de applikationer, der kunne blive tilgængelige efter yderligere forskning og udvikling.

For at drive disse nye bærbare enheder, energilagringssystemet skal have en rimelig mekanisk fleksibilitet ud over høj energi- og effekttæthed, god driftssikkerhed, lang cykellevetid og være lavpris.

Dr Nazmul Karim, Videnudvekslingsstipendiat, National Graphene Institute og medforfatter af papiret sagde:"Udviklingen af ​​grafen-baserede fleksible tekstil-superkondensatorer ved hjælp af en enkel og skalerbar printteknik er et væsentligt skridt i retning af at realisere multifunktionelle næste generations bærbare e-tekstiler."

"Det vil åbne op for muligheder for at lave et miljøvenligt og omkostningseffektivt smart e-tekstil, der kan lagre energi og overvåge menneskelig aktivitet og fysiologisk tilstand på samme tid".

Grafenoxid er en form for grafen, som kan fremstilles relativt billigt i en blæklignende opløsning. Denne løsning kan anvendes på tekstiler for at skabe superkondensatorer, som bliver en del af selve stoffet.

Dr. Amor Abdelkader, også medforfatter til papiret sagde:"Tekstiler er nogle af de mest fleksible substrater, og for første gang, vi printede en stabil enhed, der kan lagre energi og være lige så fleksibel som bomuld.

"Enheden kan også vaskes, hvilket gør det praktisk muligt at bruge det til fremtidens smarte tøj. Vi tror, ​​at dette arbejde vil åbne døren for udskrivning af andre typer enheder på tekstil ved hjælp af 2-D-materiale blæk."

University of Manchester er i øjeblikket ved at færdiggøre opførelsen af ​​sit andet store grafenanlæg til at supplere National Graphene Institute (NGI). Skal være færdig i 2018, Graphene Engineering Innovation Center (GEIC) til £60 mio. vil være en international forsknings- og teknologifacilitet.

GEIC vil tilbyde Storbritannien den unikke mulighed for at etablere en ledende rolle inden for grafen og relaterede todimensionelle materialer. GEIC vil primært være industriledet og fokusere på pilotproduktion og karakterisering.