Materiał może być utkany z tych dwóch rodzajów nici ułożonych jedna obok drugiej w dowolnej proporcji, zapewniając równowagę między gromadzeniem energii a jej magazynowaniem .

Co więcej tkanina może przyjąć dowolny kształt, zachowując w pełni swoje właściwości gromadzenia i magazynowania energii. Każda z dwóch jednakowych części materiału przeciętego na pół zapewnia około połowy pojemności całej tkaniny dla gromadzonej i magazynowanej energii. W rzeczywistości każda pojedyncza nić może zostać przecięta, zachowując przy tym swoją funkcjonalność.

Naukowcy zademonstrowali materiał próbny o wielkości dłoni, który podlega całkowitemu naładowaniu do 1,2 V w jedynie 17 sekund poprzez zgromadzenie energii promieniowania słonecznego. Rozładowuje się w pełni w ciągu 78 sekund przy wartości prądu wynoszącej 0,1 mA.

W jaki sposób natomiast połączyć ze sobą luźne końce owych nici, aby utworzyć kawałek materiału w celu zapewnienia integracji pomiędzy poszczególnymi częściami i uformowania kompletnego obwodu elektrycznego? Na powyższe pytanie odpowiada jeden z autorów badań – Wenjie Mai, profesor na wydziale fizyki Uniwersytetu w Jinan w Chinach:

Używamy po prostu metalowych drutów, by złączyć ze sobą końce wszystkich włókien.

Rozwiązanie to, choć niezbyt efektowne, dobrze ukazuje samą ideę wynalazku na przykładzie egzemplarza prototypowego.

Mając nadzieję na produkcję inteligentnych materiałów w skali przemysłowej, naukowcy złożyli kilka wniosków patentowych i nawiązali kontakt z paroma chińskimi firmami jako potencjalnymi partnerami przemysłowymi.

Tkanina łączy nitkowate fotoanody splecione z przeciwelekrodami (CEs), zapewniające gromadzenie energii z działającymi na zasadzie nanoprzewodów superkondensatorami (FSCs), które stanową element magazynujący układu.

inteligentna tkanina

Inteligentna tkanina łączy fotoanody gromadzące energię i przeplatane przeciwelektrodami z superkondensatorami, które magazynują energię, źródło: EE Times Europe

 

Naukowcy zaznaczają, że przy zastosowaniu połączenia szeregowego, napięcie jałowe tkaniny z technologią DSSC wrasta w sposób liniowy wraz ze zwiększeniem liczby fotoanod (prąd zwarciowy pozostaje niezmieniony). Jeśli chodzi o elementy FSCs, mogą one ulec naładowaniu do kilku woltów w łączeniu szeregowym.

 

Opracowano na podstawie: EE Times Europe