Stromspeicher aus der Strickmaschine

Superkondensatoren aus Bambus oder Leinen sollen Stromversorgung in intelligenter Kleidung sichern
Gestrickter Stromspeicher: Solche Superkondensatoren sollen in Zukunft in Kleidung integrierte Elektronik mit Strom versorgen.
Gestrickter Stromspeicher: Solche Superkondensatoren sollen in Zukunft in Kleidung integrierte Elektronik mit Strom versorgen.
© K. Jost, Drexel University
Philadelphia (USA) - Pulsschlag und Blutdruck werden schon heute über Sensoren in Sportkleidung, aber auch in Kampfanzüge beim Militär integriert. Die Stromversorgung dieser „Wearables“ erfolgt meistens über herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus oder kleine Knopfzellen. Eine elegantere Alternative dazu haben nun amerikanische Wissenschaftler entwickelt: Sie verwandelten Fasern aus Leinen, Bambus und Viskose zu flexiblen Superkondensatoren, die Strom speichern konnten und sich sogar mit Strickmaschinen verarbeiten ließen. Über diesen neuen Ansatz für flexible und autarke Stromspeicher berichteten die Forscher im Fachblatt „Advanced Energy Materials“.

„Wir wollen einen effizienten Energiespeicher direkt in Kleidung integrieren. Das ist der Schlüssel für eine größere Verbreitung von tragbarer Elektronik“, sagt Yury Gogotsi von der Drexel University in Philadelphia. Gemeinsam mit Militär-Forschern von der United States Naval Academy in Annapolis fertigten die Forscher dazu eine flexible Komposit-Faser, die möglichst viel Strom in kurzer Zeit speichern sollten. Bei Kondensatoren wird diese Eigenschaft mit der so genannten Kapazität – gemessen in der Einheit Farad - in Zahlen angegeben.

Gogotsi und Kollegen verwendeten hauchdünne Fasern aus unterschiedlichen Materialien: Baumwolle, Leinen, Viskose und Bambus. In diese lagerten sie mit Hilfe chemischer Lösungsmittel poröse Mikropartikel aus Aktivkohle ein. Abhängig von den experimentellen Randbedingungen – Dauer, Temperatur, Druck, Konzentration der verwendeten Lösungen – konnten die Aktivkohle-Partikel mehr oder weniger dauerhaft in die Fasern integriert und die einzelnen Fasern zu dickeren, strickbaren Garnen verbunden werden. Die höchsten Kapazitäten von 37,2 Millifarad pro Zentimeter Fadenlänge erzielte Gogotsi zwar mit Baumwolle. Jedoch ließen sich diese Garne nicht in einer Strickmaschine zu einem Stück Stoff verknüpfen, ohne Schaden zu nehmen.

Erfolgreicher verliefen dagegen Versuche mit festeren und längeren Leinen- und Bambusfasern.

Welches Potenzial in diesem Ansatz steckt, lesen Sie auf Energiereporter.com

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