太阳能超级电容器可以制造出灵活的、可穿戴的电子产品。

太阳能超级电容器可以制造出灵活的、可穿戴的电子产品。

储能技术的突破可能会给新一代的柔性电子设备带来生机,包括为截肢者提供太阳能假肢。

在一篇发表在《高级科学》杂志上的新论文中,格拉斯哥大学的一个工程师团队讨论了他们是如何利用石墨烯和聚氨酯层来制造一个灵活的超级电容器,它可以从太阳中发电,并存储多余的能量供日后使用。

他们通过为一系列设备提供动力来证明他们的新材料的有效性,包括一系列84个耗电LED和假手中的高扭矩电机,使其能够抓住一系列物体。

对能源自主电子皮肤和可穿戴设备的研究是格拉斯哥大学可弯曲电子和传感技术(BEST)研究小组的最新进展,由Ravinder Dahiya教授领导。

由最好的研究小组开发的顶部触摸敏感层是由石墨烯制成的,石墨烯是一种高度灵活、透明的“超级材料”,碳层只有一个原子厚。

阳光通过石墨烯的顶层,通过下面的一层柔性光伏电池产生能量。任何剩余的能量都储存在一个由石墨-聚氨酯复合材料制成的新开发的超级电容器中。

该团队致力于开发出一种石墨与聚氨酯的比例,这种比例提供了一个相对较大的电活性表面积,在表面积上可以发生发电化学反应,从而形成一种能量密集的柔性超级电容器,可以很快地充电和放电。

以前开发的类似超级电容器已经提供了一伏或更低的电压,使得单个超级电容器基本上不适合为许多电子设备供电。该团队的新超级电容器可以提供2.5伏电压,使其更适合许多常见的应用。

在实验室测试中,超级电容器已通电、放电和再次通电15000次,其储存所产生的电能的能力没有明显损失。

领导这项研究的格拉斯哥大学工程学院电子和纳米工程教授Ravinder Dahiya说:“这是我们在制造柔性石墨烯器件方面取得的一系列成功中的最新进展,这些器件能够在阳光下为自己供电。

“我们上一代的柔性电子皮肤运行需要大约20毫瓦每平方厘米,这是如此之低,我们得到的剩余能源,即使是在市场上质量最低的光伏电池。

“我们很想知道我们能做些什么来获取多余的能量,并将其储存起来供日后使用,但我们对当前类型的储能设备(如电池)不满意,因为它们通常很重、不灵活、容易发热、充电缓慢。

“我们新推出的柔性超级电容器是由廉价材料制成的,它使我们距离我们的最终目标还有一段距离,即创造完全自给自足的柔性太阳能设备来存储它们产生的电能。

“假肢、可穿戴式健康监测仪和电动汽车等设备具有巨大的潜力,我们希望继续改进和改进我们在这一领域已经取得的突破。”

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