前沿 | 用你的汗水发电!英科学家研制出超级布料
近日,英国科学家开发并展示了一种可穿戴式超级电容器。这种超级电容器可以利用人类的汗液储存能量。
英国格拉斯哥大学可弯曲电子与传感技术小组的Ravinder Dahiya和他的同事们,把一种特殊的聚合物敷放在吸水性很强的布料上,制造出了这个神奇的装置。这种设计解决了柔性能量存储系统面临的许多问题,并且可能导致一系列新的技术应用。
可穿戴设备的难题
可穿戴电子技术的发展,产生了一系列需要解决的问题。研究人员必须确保包括传感器、显示器和电路在内的高密度自供电设备,能够无缝集成到灵活、耐用和舒适的材料中。这对于传统电池来说是极其困难的,因为传统电池不够灵活、容易过热,并且依赖于有毒的、对环境不利的电解液。而这些电解液可能会伤害使用者。
为解决这些问题,Dahiya 和同事们研制了这种高性能的超级电容器,利用佩戴者的汗液作为生物兼容性的电解质,而且像蓄电池一样可以储存和释放电能。
汗液捕捉器
该系统将汗液吸收到由涤纶和纤维素制成的高吸水性布料中。布料的每一面都覆盖着一层薄薄的聚合物PEDOT: PSS(注:这是一种高分子聚合物的水溶液,导电率很高,根据不同的配方,可以得到导电率不同的水溶液),并且掺入杂质以提高其导电性。
与此同时,太阳能电池提供电能输入,使汗液中的正负离子被吸收并扩散到带相反电荷的聚合物涂层表面,从而储存电能。
Dahiya 的研究小组对超级电容器的性能进行了测试。他们让志愿者把超级电容作为一个小补丁贴在衣服上,然后让他们跑步。测试结果显示,这种设备吸收了20微升的汗水,并产生了可以支撑一小排LED灯亮起的电力。
可弯又可洗
这种超级电容可以充放电4000次,而且在受到不同程度弯曲的情况下仍然能够继续工作,也就是说可以进行清洗。研究人员还利用这种超级电容为布质传感器提供电力,测量了跑步者的汗液含盐量。
由于超级电容中聚合物与纺织品粘合效果不错,Dahiya希望将其应用于病人监测和自我健康管理。他们还希望探索如何将其与物联网、增强和虚拟现实技术以及机器人技术进行集成。
(本消息来源于百度新闻,由深智联整理发布)