Chinesische Wissenschaftler entwickeln dehnbaren Generator zur Energiegewinnung aus Luftfeuchtigkeit
Ein Forschungsteam des Harbin Institute of Technology in China hat einen dehnbaren Feuchtigkeits-Strom-Generator entwickelt, der selbst bei wiederholtem Biegen, Dehnen und Verdrehen Strom erzeugen kann. Hydrogel-Generatoren, die Luftfeuchtigkeit in Strom umwandeln, ziehen aufgrund ihrer Weichheit und Flexibilität schon lange das Interesse der Wissenschaft auf sich. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .
Solche Geräte gelten als vielversprechende Energiequellen für intelligente Kleidung, medizinische Implantate und verschiedene Gesundheitssensoren. Bestehende Lösungen hatten jedoch ein ernstes Problem: die schwache Haftung zwischen Hydrogel und Elektroden. Bei Verformungen lösen sich die Materialien voneinander, was den Innenwiderstand erhöht und die Leistung des Geräts verschlechtert.
Chinesische Ingenieure lösten dieses Problem durch eine Änderung der Hydrogel-Zusammensetzung. Sie fügten ein Wasser-Glycerin-Lösungsmittel hinzu und kombinierten das Material mit Flüssigmetall- und elastischen Silberelektroden. Die Zugabe von Glycerin förderte die Bildung von mehr Wasserstoffbrückenbindungen innerhalb des Hydrogels und an der Grenzfläche zu den Elektroden. Dies verbesserte die Haftung zwischen den Schichten und erleichterte den Ionentransport selbst bei starker mechanischer Verformung.
Der neue Prototyp erreichte eine Spannung von über 0,94 V und eine Stromdichte von 141 µA/cm². Das Gerät behielt seine Funktionsfähigkeit auch nach 1.040 Dehnungszyklen bei, und seine Eigenschaften änderten sich nach 8.000 Biegezyklen um 180 Grad kaum. Glycerin erhöhte zudem die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Austrocknung und Gefrieren und sorgte für einen stabilen Betrieb unter verschiedenen klimatischen Bedingungen.
Die Forscher glauben, dass diese Technologie zu einer wichtigen Energiequelle für tragbare Elektronik und medizinische Sensoren werden könnte. Insbesondere in Systemen zur Überwachung der Atmung könnte das Gerät Energie direkt aus der Feuchtigkeit der ausgeatmeten Luft gewinnen. Es wird erwartet, dass diese Methode auch bei der Entwicklung langlebiger Soft-Robotik und flexibler Elektroniksysteme zum Einsatz kommt.
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