28-04-2024
28-04-2024
Ein Team chinesischer Wissenschaftler hat ein weiches und atmungsaktives Kleidungsstück entwickelt, das nicht nur Energie speichern, sondern auch persönliche elektronische Geräte wie Smartphones und Uhren mit Strom versorgen kann.
Der Ersatz herkömmlicher flüssiger Elektrolyte durch Polymer-Gel-Elektrolyte ist äußerst wirksam, um tragbare Batterien flexibler zu machen.
Allerdings beeinträchtigt die unzureichende Benetzung an der Grenzfläche zwischen dem Polymer-Gel-Elektrolyten und der Elektrode die elektrochemische Leistung, insbesondere wenn die Batterie verformt wird.
Die Forscher der Fudan-Universität haben Kanalstrukturen in Elektrodendesigns geschaffen, ein innovativer Ansatz, der zu engen und stabilen Schnittstellen führt und dadurch die Leistung und Zuverlässigkeit tragbarer Batterien verbessert.
Sie haben sich von dem natürlichen Phänomen inspirieren lassen, bei dem Rankengewächse wie Efeu eng miteinander verschlungen sind, um zahlreiche Elektrodenfasern zu bilden, die zusammen gedreht werden, um ausgerichtete Kanäle zu bilden. Die Oberfläche jeder Elektrodenfaser wurde mit vernetzten Kanälen gestaltet.
Laut der diese Woche in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten Studie wurde die Monomerlösung entlang der ausgerichteten Kanäle und dann in die vernetzten Kanäle infiltriert, um einen Gelelektrolyten zu bilden.
Dem Team gelang es, mehrere Kilometer lange Faser-Lithium-Ionen-Batterien mit einer hohen Energiedichte herzustellen, die elektrische Geräte wie Drohnen effektiv mit Strom versorgen können.
Laut Peng Huisheng, korrespondierender Autor des Fachartikels, haben die Wissenschaftler eine Pilotproduktionslinie eingerichtet und eine Produktionskapazität von 300 Wattstunden pro Stunde erreicht, was der Strommenge entspricht, mit der 20 Mobiltelefone gleichzeitig aufgeladen werden können.
Diese Faserbatterie sei vielversprechend für Anwendungen in den Bereichen Brandbekämpfung, Katastrophenhilfe, Polarexpeditionen und Luft- und Raumfahrt, fügt Peng hinzu.
