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La invención se refiere a una nueva nanofibra de almacenamiento de energía flexible preparada mediante el método de hilado electrostático de microfluidos

Hora:2020-09-28 Golpes:

En años recientes, con el desarrollo de la ciencia y el cambio constante de tecnología, Los dispositivos portátiles inteligentes se han convertido en uno de los puntos calientes de investigación.. Para satisfacer la demanda de energía de los productos electrónicos portátiles, la aplicación de la nueva tecnología de almacenamiento de energía en la industria de dispositivos portátiles inteligentes de alta gama ha atraído mucha atención. El desarrollo de supercondensadores flexibles (FSC) con alta densidad energética se ha convertido en uno de los grandes retos en el campo de las nuevas energías.




La nanohoja de boro bidimensional es teóricamente cuatro veces más capacitiva que el grafeno y es uno de los materiales preferidos para los electrodos de supercondensadores.. sin embargo, debido a su diferencia de conductancia entre capas, pequeña superficie específica y baja porosidad, Restringirá seriamente la transferencia de cargos., difusión y almacenamiento de iones cuando se aplica a supercondensadores, resultando en su densidad de energía es difícil de mejorar. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos FSC 2-D basados ​​en boro con alta porosidad, La gran superficie específica y la alta densidad de energía se han convertido en un tema de investigación importante..






Para resolver los problemas anteriores., El equipo de investigación de la Universidad Tecnológica de Nanjing comenzó con el diseño de la nanoestructura ordenada de la nanoplaca de boro y preparó la nanoplaca heterogénea anisotrópica de boro-carbono. (ABCNs) electrodo de fibra mediante el uso de tecnología de hilado electrostático de microfluidos. Basado en la estrategia ascendente de condensación y decapado en fase gaseosa, el enlace b-B entre el boro masivo se abrió para formar una nanohoja de boro 2-D. Al mismo tiempo, El enlace químico b-C se introdujo en la nanohoja b-C, y la nanohoja de carbono dopado con nitrógeno se sobornó in situ para formar una nanohoja heterogénea de doble capa de boro-carbono. La nanohoja puede mejorar el acoplamiento de la interfaz, mejorar la capacidad de transferencia de carga, y promover eficientemente la difusión y el almacenamiento cinéticos de iones.



El principio de síntesis de ABCN y la morfología del boro en bloque, nanohoja de boro y ABCN

Al mismo tiempo, con el objetivo de resolver el problema de la escasa flexibilidad mecánica y la dificultad en la preparación de grandes superficies de los electrodos FSC, Los investigadores construyeron electrodos de tela con alta flexibilidad y alta conductividad utilizando el método de hilado electrostático de microfluidos. (en comparación con el hilado electrostático tradicional, la composición y estructura del fluido de hilado se puede controlar dinámicamente mediante el uso de flujo laminar y características de difusión de los fluidos). Los FSC construidos con el electrodo de tela mostraron una capacidad de almacenamiento de energía ultra alta, con una densidad de energía de 167.05 mWh / cm3 y una capacitancia específica de volumen de 534.5 F / cm3, que proporcionó una base para la aplicación de fuente de alimentación de gran deformación portátil de los FSC.



Membrana de fibra nanocompuesta ABCNs preparada por electrohilado microfluídico y sus propiedades

Basado en la investigación anterior, Los FSC y los sensores de presión están integrados en la tela para formar un sistema de detección de energía portátil, que puede monitorear constantemente varias señales fisiológicas del cuerpo humano en tiempo real, como pulso de muñeca, latido del corazón, Dedo, señales de flexión de espalda y cuello, etcétera, Proporcionar una nueva forma de aplicación práctica de los FSC en el campo de los dispositivos portátiles..



Almacenamiento de energía portátil - sistema de detección y su aplicación

Los vínculos de tesis: https://doi.org/10.1002/anie.202011523