Stretch-Kondensator für Wearables

2. Mai 2017, 13:59 Uhr
Flexible Mikro-Supercaps. Bild: Xiaodong Chen
Flexible Mikro-Supercaps. Bild: Xiaodong Chen
Eine neue Art von flexiblen Mikro-Superkondensatoren entwickelt von Forschern der Nanyang Technological University in Singapur scheint wie gemacht für den Einsatz in Wearables und eignet sich noch für viele andere Anwendungen wie z. B. einem Smartshirt, das Smartphones aufladen kann.

Diese Miniaturausgabe eines Superkondensators nutzt Strukturen von Mikro-Ribbons aus Graphen und ist so gebaut, dass die Anspannung an den Elektrodenfingern reduziert ist. Das verhindert Brüche und Abrisse von Elektrodenmaterial und hält die Elektrodenfinger auf relativ konstantem Abstand.

Diese Strukturen begegnen den Problemen klassische Energielieferanten wie Batterien, die dick und steif sind und sich daher nicht gut für kleine, verformbare Wearables eignen.

Graphen ist für seine Leitfähigkeit bekannt sowie für seine Zugfestigkeit und Kleinheit, aber nicht für seine Elastizität. Um Letzteres zu ändern, haben sich die Forscher für eine wellenartige Mikrostruktur entschieden und dieses Prinzip auf Graphen bzw. die Mikro-Ribbons übertragen. Diese wurden dann in den pyramidenförmigen Erhebungen eines elastischen Polymer-Chips platziert und bilden so eine wellenförmige Struktur. Dieses Kirigami-Prinzip macht den Supercap dann um 500 % flexibler, ohne die elektrochemischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Es ist noch zu früh, um über Begriffe wie Amperestunden nachzudenken. Im Moment ist der Supercap-Prototyp lediglich zur Versorgung eines LCDs über etwa eine Minute in der Lage. Doch die Technik hat großes Potential.
 
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