Носимые суперконденсаторы обеспечивают мощность

Одной из самых больших проблем с носимой электроникой является источник питания. В то время как ученые и инженеры успешно добились значительного сокращения размеров электронных компонентов и датчиков, размер и объем батареи для питания системы остался камнем преткновения. Теперь исследователи из Университета Массачусетса Амхерст разработали альтернативное устройство для хранения заряда, которое можно вышивать на любой предмет одежды.

В пресс-релизе от UMass Amherst, химик материалов Триша Л. Эндрюс объясняет: «Батареи или другие виды хранения заряда по-прежнему являются ограничивающими компонентами для большинства переносимых, пригодных для носки, проглатываемых или гибкие технологии. Устройства, как правило, представляют собой комбинацию слишком большого, слишком тяжелого и негибкого ». Ее исследовательская группа создала микроконденсатор и комбинированные проводящие нити с водяным покрытием с полимерной пленкой вместе со специальной швейной техникой, которая создает гибкую сетку выровненных электродов на текстильной подложке.

Встреча с вызовами

Оказывается, согласно выпуску UMass, что «… суперконденсаторы являются идеальными кандидатами на носимые схемы накопления заряда, потому что они имеют более высокую плотность мощности по сравнению с батареями». Но команда далее отметила, что «… включающий электрохимически активные материалы с высокой электропроводностью и быстрым переносом ионов в текстиль являются сложными ». Процесс парового покрытия, разработанный Эндрю и ее коллегами, создает пористые проводящие полимерные пленки на плотно скрученных нитях, которые« … могут быть легко набуханы ионами электролита и поддерживать высокий заряд объем хранения на единицу длины по сравнению с предшествующей работой с окрашенными или экструдированными волокнами ».

Хотя результирующее твердотельное устройство обладает высокой способностью хранить заряд за свой размер, Эндрю, который руководит Лабораторией Wearable Electronics в UMass Amherst, отмечает, что ученые-текстили избегали использования осаждения из-за технических трудностей и потенциального высокого расходы. Однако в последнее время исследования показали, что технология осаждения может быть увеличена и останется рентабельной.

Одной из целей исследований Андрея является включение вышитых накопительных массивов с электронными текстильными сенсорами и маломощными микропроцессорами, что позволяет разрабатывать интеллектуальные одежды, которые могут контролировать походку и совместные движения человека в течение обычного дня.

Старший редактор Кевин Клеменс уже более 30 лет пишет об энергетических, автомобильных и транспортных темах. Имеет степень магистра в области материаловедения и экологического образования, а также докторскую степень по машиностроению, специализирующуюся на аэродинамике. Он установил несколько мировых наземных скоростных рекордов на электрических мотоциклах, которые он построил в своей мастерской.