Гибкие суперконденсаторы-интегрированные в спортивную одежду – сохраняют электрический ток во время потоотделения
Глазго (Великобритания) - пульсометры, смартфоны, Bluetooth-наушники – даже во время потного спорта многие люди не хотят отказываться от своих электронных помощников. Хотя небольшие аккумуляторы надежно питают их электричеством. Но они не являются гибкими и должны быть тщательно переработаны после их жизни. Британские исследователи теперь представляют многообещающую альтернативу с гибким суперконденсатором в журнале „Advanced Materials“. Особенность этого эффективного накопителя энергии: пот спортсмена служит жидким электролитом.
Равиндер Дахия и его коллеги из Университета Глазго использовали смешанную ткань из целлюлозы и полиэстера для своего прототипа хранения энергии. Такие ткани также используются для производства спортивной одежды и могут хорошо впитывать пот спортсмена. Кусок ткани размером с почтовую марку исследователи покрыли с обеих сторон специальным полимером, легированным диметилсульфоксидом: PEDOT:PSS. Таким образом, появился гибкий суперконденсатор, который может хранить и выделять небольшое количество тока быстрее, чем батареи.
Однако для активации суперконденсаторам требуется электропроводящий электролит между двумя электродами. Эту задачу взял на себя новый прототип человеческого пота. Таким образом, можно было обойтись без жидких электролитов, которые частично также токсичны. Пропитанный солевым раствором – то есть искусственным потом-суперконденсатор достигал высокой плотности энергии 1,36 ватт-часа на килограмм и плотности мощности чуть менее 330 ватт на килограмм. Электрическое напряжение составляло 1,31 вольт. Таким образом, этот суперконденсатор мог обеспечить достаточное количество энергии для работы некоторых светоизлучающих диодов.
В другой попытке исследователи прикрепили один из своих гибких суперконденсаторов к футболке бегуна. Через короткое время пот спортсмена проник в суперконденсатор. Источником накопляемого тока в этих попытках служил небольшой солнечный элемент, который спортсмен натягивал вокруг своего предплечья. Плотность энергии, правда, значительно уменьшилась до 0,25 ватт-часов на килограмм. Тем не менее, этого потенциала для хранения электроэнергии также достаточно, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для датчиков или мобильных электронных устройств с немного большими суперконденсаторами. Кроме того, прототип легко выдерживал процесс стирки и более 1000 изгибов. Даже после 4000 циклов зарядки прототип работал нормально. Таким образом, эти попытки показывают, что гибкие суперконденсаторы, встроенные в одежду, вполне могут заменить обычные аккумуляторы в качестве накопителей питания.