קבלים סופר מתקפלים
אם הסוללה מאוחסנת רצי מרתון אנרגיה בעולם, כך שניתן להשוות את קבלים העל לספרינטר: קבלים סופר מתאימים יותר ליישומי אנרגיה אחסון לטווח קצר, אבל סוללה לטווח ארוך היא בחירה טובה יותר. כעת מהנדסים מהטכנולוגיה של ג'ורג'יה ואוניברסיטת דרום קוריאה פיתחו מכשיר חדש קבלים-על נועד לאפשר לו לאגור יותר אנרגיה לפרקי זמן ארוכים יותר. קבל העל עשוי מנייר מתכתי.
לסוללות צפיפות אנרגיה גבוהה אך צפיפות הספק נמוכה, מה שאומר שהם יכולים לאגור אנרגיה לפרקי זמן ארוכים. לקבלי-על יש בעיה הפוכה: הם יכולים מיד לספק כוח זרם-על, אך עם צפיפות אנרגיה נמוכה. החוקרים רוצים לפתח קבלים-על המאזנים את צפיפות האנרגיה וצפיפות ההספק.
עד לכאן, הצוות פיתח תהליך פשוט יחסית לייצור מכשירים כאלה, טובלים פיסת נייר לתמיסה מימית המכילה חומר אפילי אמין ואז טובלים אותה בתמיסה מלאה בחלקיקי ננו-זהב. חומרי שטח עוזרים לזהב להיכנס לתוך הנייר ולהיצמד אליו..
הבא, מדענים משתמשים באותה שיטה כדי להוסיף שכבות תחמוצת מתכת, כולל תחמוצת מנגן, שכבת מוליך זהב ושכבת תחמוצת מתכת לאחסונה, עושה מוליך-על לא רק צפיפות אנרגיה וצפיפות כוח גבוהה, אך גם במקרה של אי אובדן של קיפול וחיתוך האנרגיה הללו.
“זה בעצם תהליך פשוט מאוד,” אמר סונג וו לי, מחבר שותף של המחקר. אנו בתהליך כוסות מתחלפים שלב אחר שלב על סיבי התאית מספקים ציפוי קונפורמי טוב, אנחנו יכולים לקפל נייר מתכת, וניתן לכופף ללא פגיעה במוליכות החשמלית, עלינו לשלוט על הציפויים בקנה מידה ננו שיוחל על הנייר, אם הגדל את השכבות, ההופעה תמשיך לגדול, אלה מבוססים על נייר רגיל.”
צפיפות ההספק של קבלים-העל של נייר מתכתית היא 15.1 mW / cm
2. צפיפות האנרגיה היא 267.3 uW / cm
2, החוקרים אומרים שזה קפטן הטקסטיל בעל הביצועים הטובים ביותר.”כן, אנו יכולים לייצר את גודל המדגם ללא הגבלות,” אמר לי, “אנחנו רק צריכים לקבוע את העובי הטוב ביותר, לספק מוליכות חשמלית טובה, למזער את השימוש בחלקיקים ננו באותו זמן, כדי לייעל את התמורה בין עלות לביצועים.
הבא, הצוות מתכנן לנסות להשתמש בבד כחומר הבסיס ובסופו של דבר להשתמש באותו תהליך לפיתוח הסוללה.
“מכשיר אחסון אנרגיה גמיש זה יכול לספק הזדמנות ייחודית לחיבור בין המכשיר הלביש לאינטרנט,” אמר לי. אנו יכולים לתמוך במחקר ופיתוח המתקדמים ביותר של מוצרים אלקטרוניים ניידים, יש לנו סיכוי לסוג זה של קבלים סופר ולחיישנים ביו-רפואיים, מוצרי אלקטרוניקה ומוצרי אלקטרוניקה צבאיים, ויישומים דומים שילבו ציוד איסוף אנרגיה כוח.”