Созданы волоконные суперконденсаторы, которые можно вплетать в ткань для изготовления вещей и одежды

Волоконный суперконденсатор


Международная группа ученых разработала структуру новых суперконденсаторов, состоящих из графена и углеродных нанотрубок. Созданный суперконденсатор имеет вид волокна, толщина и гибкость которого позволит вплетать его в ткань, из которой изготавливаются различные вещи и одежда, где он может служить в качестве источника питания для "носимой" электроники. Получившийся суперконденсатор может без потерь выдержать более 10 тысяч циклов быстрых заряда-разрядки, он намного легче и более надежен, нежели используемые в настоящее время литий-ионные аккумуляторные батареи.

Группа, в которую входили исследователи из Технологического университета Нанянга (Nanyang Technological University, NTU), Сингапур, университета Цинхуа (Tsinghua University in Beijing), Пекин, и университета Кейс (Case Western Reserve University), Кливленд, соединили при помощи нагрева листы графена с углеродными нанотрубками, в результате чего ими была получено волокно, состоящее из переплетенной сети более тонких волокон.

Получившийся материал обладает площадью эффективной поверхности в 396 квадратных метров на грамм. Кубический сантиметр такого материала может обеспечить суперконденсатору емкость в 300 фарад, а энергетическая плотность составляет 6.3 микроватта на кубический миллиметр. Эти показатели сопоставимы с аналогичными показателями тонкопленочных литий-ионных аккумуляторов, напряжением 4 Вольта и емкостью 500 микроампер-часов. Электрических показателей новых суперконденсаторов вполне достаточно для того, чтобы обеспечить энергией малопотребляющие электронные устройства и заставить светиться светодиодные источники света малой мощности.

Структура суперконденсатора


Исследователям удалось произвести опытный образец волоконного суперконденсатора, длина которого составляет 50 метров. Для этого использовался процесс непрерывного производства, обеспечивающий производительность всего в один метр в час. Однако, модернизация этого процесса и приведение его к существующим технологическим нормам позволит получить большую производительность, что приведет к снижению стоимости и увеличению доступности конечного продукта.

Когда производство таких суперконденсаторов будет поставлено на промышленные рельсы, следует ожидать появления различных вещей, таких как одежда, обувь, сумки, рюкзаки и др., которые смогут выступать в качестве основных и дополнительных источников питания для встроенной в них носимой электроники или для отдельных портативных электронных устройств. Естественно, что в первую очередь это будут использовать военные, но после разработанная технология может использоваться для снабжения энергией кардиостимуляторов, устройств контроля состояния здоровья, GPS-трекеров и множества других электронных устройств.

Кроме всего вышесказанного, высокая емкость и надежность графеново-нанотрубочных волоконных суперконденсаторов могут сделать их тем, что сильно толкнет вперед дальнейшее развитие отрасли электрических автомобилей и летательных аппаратов. При аналогичных электрических параметрах суперконденсаторы весят намного меньше литий-ионных аккумуляторных батарей, они могут заряжаться и отдавать заряд намного быстрее аккумуляторов и имеют более чем в 10 раз больший ресурс по количеству циклов заряда-разрядки. Кроме этого, применение гибких волоконных суперконденсаторов позволит убрать достаточно большую часть головной боли у конструкторов электрических автомобилей, которым необходимо изыскивать и высвобождать дефицитное пространство для размещения громоздких аккумуляторных батарей, имеющих жесткую конструкцию.




Ключевые слова:
Суперконденсатор, Графен, Углерод, Нанотрубка, Волокно, Поверхность, Емкость, Ткань, Энергия, Электроника, Автомобиль

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новый тип суперконденсаторов сможет вытеснить аккумуляторные батареи в сист ...
  • Графеновые суперконденсаторы, созданные корейскими инженерами, готовы к исп ...
  • Графеновые суперконденсаторы - одни из главных претендентов на замену химич ...
  • Разработан новый тип твердотельного конденсатора, объединяющий лучшие свойс ...
  • Применение миниатюрных суперконденсаторов может значительно повысить срок с ...




  • 21 мая 2014 15:26
    #1 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Буквально на днях в СМИ прошли сообщения о том, что графен не выдержал "зелёную" проверку: он оказался очень вредным для человека.
    Как бы головная боль от весёлых конструкторов к нам всем не перешла
    с одеждой и прочими достижениями цивилизации. Конденсаторы-аккумуляторы как отдельные конструктивные элементы техники - ещё
    куда ни шло, но трусы из графена - это, наверно,перебор.
        
    22 мая 2014 16:40
    #2 Написал: smpdv

    Публикаций: 0
    Комментариев: 51
    СМИ верить - себя не уважать, ИМХО. Я думаю, углерод, все же, скорее пройдет любую проверку, чем литий. Кроме того, при стоимости этих "суперконденсаторов", есть вопросы об их применении в бытовом секторе, как таковом, не говоря о трусах. С другой стороны... трусы с подогревом? Пикантно. winked
        
    22 мая 2014 19:48
    #3 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    Я тоже вот думаю, что углерод или графен не может приносить вред здоровью человека. Из Вики:
    Общее содержание углерода в организме человека достигает около 21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы костной ткани.

    и не только в человеке углерода много, он почти во всей органике планеты.
    По-сути, графен - это один слой-решетка атомов в графите(графит состоит из чистого углерода), который при этом легко отделяется от основной массы, в чем можно легко убедиться взяв в руки карандаш. В грифеле карандаша миллиарды слоев графена!
    Давно знаю мульку про поднятие температуры тела при помощи графита из карандаша - хватало съесть пару см грифеля для эффекта температуры около 38 градусов. Замечу, что ни один испытуемый не умер wink


    --------------------
        
    23 мая 2014 14:42
    #4 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 505
    Тут дело такое - то что углерод сам по себе не опасен человеку, это понятно, однако его структура может быть опасной по каким-то молекулярно-механическим причинам. К примеру, в такой форме он будет блокировать клеточные мембраны, или попав в кровь начнет препятствовать переносу кислорода гемоглобином... Кислород тоже безвреден, а вот озон уже весьма опасен. Хотя и то и другое - чистый кислород.
        
    24 мая 2014 17:53
    #5 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    beany85, нет в человеке чистого углерода, поэтому он и вреден, как и остальная таблица хим. элементов.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.