Już niedługo całkiem realna może stać się wizja podłączania telefonu komórkowego do t-shirta zamiast wkładania do niego baterii. Zostały już poczynione pierwsze kroki w tym kierunku.
Zespół badawczy, którego liderem jest Zhong Lin Wang z Georgia Institute of Technology oraz Jong Min Kim z Samsung Electronics, zaprezentował prototyp elastycznego urządzenia magazynującego energię elektryczną, w które mogą być wyposażone tekstylia. Ten mikro-superkondensator jest wykonany ze specjalnego połączenia nanorurek tlenku cynku wyhodowanych na konwencjonalnych włóknach – twierdzą naukowcy na łamach magazynu Angewandte Chemie.
Chociaż w laboratoriach ciągle rozwijane są mniejsze i lżejsze komponenty to większość urządzeń generujących energię i magazynujących jej nadwyżki jest zbyt duża i ciężka, aby umieszczać je w stale kurczących się obudowach urządzeń mobilnych. Superkondensatory stają się ciekawą alternatywą dla baterii i akumulatorów. Mogą być one ładowane niemalże bez końca, a także ekstremalnie szybko, jednak dotychczas znane aplikacje z ich użyciem nie były ani lekkie ani wystarczająco elastyczne.
Zespół naukowców opracował prototyp wysokowydajnego, bazującego na włóknach tekstyliów elektrochemicznego mikro-superkondensatora, który wykorzystuje nanorurki tlenku cynku jako elektrody. Substratem dla jednej elektrody jest elastyczne włókno tworzywa sztucznego. Dla drugiej jest to włókno wykonane z kewlaru (wykorzystywanego głównie do produkcji kamizelek kuloodpornych). Naukowcom udało się stworzyć nanorurki na obu tych substratach. Dodatkowe pokrycie złotem lub tlenkiem manganu zwiększa pojemność elektryczną.
Wyhodowane struktury zostały następnie umiejscowione w stałym elektrolicie żelowym, który separuje obie elektrody i pozwala na transport koniecznych ładunków.
Tlenek cynku posiada specjalną przewagą nad innymi materiałami, z których również wykonywane są superkondensatory: może wzrastać na dowolnym substracie w dowolnej formie w niskich temperaturach (nawet poniżej 100°C). Jednocześnie jest materiałem nieszkodliwym środowisku naturalnemu.
Szczególnie intrygujące wydaje się zastosowanie superkondensatorów w połączeniu z elastycznymi nanogeneratorami, które opracował ostatnio zespół Zhong Lin Wanga. Bicie serca, kroki a nawet lekki wiatr będą wystarczające do uruchomienia piezoelektrycznych generatorów z tlenku cynku umieszczonych we włóknach do generowania prądu elektrycznego.
System ten w formie „zasilającego t-shirta” mógłby dostarczyć wystarczającą ilość prądu dla małych urządzeń elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, małe czujniki toksyn, itp.
Więcej informacji w: Angewandte Chemie International Edition
