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आविष्कार माइक्रोफ्लुइड इलेक्ट्रोस्टैटिक कताई विधि द्वारा तैयार एक नए लचीले ऊर्जा भंडारण नैनोफाइबर से संबंधित है

पहर:2020-09-28 हिट्स:

हाल के वर्षों में, विज्ञान के विकास और प्रौद्योगिकी के निरंतर परिवर्तन के साथ, स्मार्ट पहनने योग्य उपकरणों अनुसंधान आकर्षण के केंद्र में से एक बन गए हैं. आदेश में पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की बिजली की मांग को पूरा करने के लिए, उच्च अंत बुद्धिमान पहनने योग्य डिवाइस उद्योग में नई ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के आवेदन बहुत ध्यान आकर्षित किया है. लचीले सुपरकैपेसिटर का विकास (एफएससी) उच्च ऊर्जा घनत्व के साथ नई ऊर्जा के क्षेत्र में बड़ी चुनौतियों में से एक बन गया है.




दो आयामी बोरोन नैनोशीट सैद्धांतिक रूप से ग्राफीन की तुलना में चार गुना अधिक क्षमतापूर्ण है और सुपरकैपेसिटर के इलेक्ट्रोड के लिए पसंदीदा सामग्रियों में से एक है. हालाँकि, इसके अंतर-परत चालन अंतर के कारण, छोटे विशिष्ट सतह क्षेत्र और कम छिद्र, यह गंभीरता से प्रभारी हस्तांतरण को प्रतिबंधित करेगा, सुपरकैपेसिटर पर लागू होने पर आयन प्रसार और भंडारण, इसके परिणामस्वरूप ऊर्जा घनत्व में सुधार करना मुश्किल है. इसलिये, उच्च छिद्रता के साथ नए 2-डी बोरोन-आधारित एफएससी का विकास, बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र और उच्च ऊर्जा घनत्व एक महत्वपूर्ण अनुसंधान विषय बन गया है.






उपरोक्त समस्याओं को हल करने के लिए, नानजिंग प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय की अनुसंधान टीम बोरोन नैनोशीट के आदेशित नैनोस्ट्रक्चर डिजाइन करने से शुरू किया और एनिसोट्रोपिक बोरोन-कार्बन विषम नैनोशीट तैयार की (एबीसीएन) माइक्रो-फ्लूइड इलेक्ट्रोस्टैटिक स्पिनिंग तकनीक का उपयोग करके फाइबर इलेक्ट्रोड. बॉटम-अप गैस-चरण स्ट्रिपिंग और संघनन रणनीति के आधार पर, बड़े पैमाने पर बोरोन के बीच बी-बी बांड एक 2-डी बोरोन नैनोशीट बनाने के लिए खोला गया था. एक ही समय पर, बी-सी केमिकल बॉन्ड को बी-सी नैनोशीट में पेश किया गया था, और नाइट्रोजन-डॉप्ड कार्बन नैनोशीट को एक बोरोन-कार्बन डबल-लेयर विषम नैनोशीट बनाने के लिए सीटू में रिश्वत दी गई थी ।. नैनोशीट इंटरफेस युग्मन को बढ़ा सकते हैं, चार्ज ट्रांसफर क्षमता में सुधार, और आयन गतिज प्रसार और भंडारण को कुशलतापूर्वक बढ़ावा देते हैं.



एबीसीएनएस का संश्लेषण सिद्धांत और ब्लॉक बोरोन का आकृति विज्ञान, बोरोन नैनोशीट और एबीसीएनएस

एक ही समय पर, एफएससी इलेक्ट्रोड के बड़े क्षेत्र की तैयारी में खराब यांत्रिक लचीलापन और कठिनाई की समस्या पर लक्ष्य, शोधकर्ताओं ने माइक्रोफ्लुइड इलेक्ट्रोस्टैटिक कताई विधि का उपयोग करके उच्च लचीलापन और उच्च चालकता के साथ कपड़े इलेक्ट्रोड का निर्माण किया (पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक कताई के साथ तुलना में, कताई तरल पदार्थ की संरचना और संरचना को गतिशील रूप से लाल रंग के प्रवाह और तरल पदार्थों की प्रसार विशेषताओं का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है). फैब्रिक इलेक्ट्रोड के साथ निर्मित एफएससी ने अल्ट्रा-हाई एनर्जी स्टोरेज क्षमता दिखाई, एक ऊर्जा घनत्व के साथ 167.05 mWh/cm3 और एक मात्रा विशिष्ट क्षमता की 534.5 F/cm3, जो FSCs के पहनने योग्य बड़े विरूपण बिजली आपूर्ति आवेदन के लिए एक आधार प्रदान की.



माइक्रोफ्लुइडिक इलेक्ट्रोस्पिनिंग और इसके गुणों द्वारा तैयार एबीसीएनएस नैनोकंपोसाइट फाइबर झिल्ली

उपरोक्त शोध के आधार पर, एफएससी और प्रेशर सेंसर को पहनने योग्य ऊर्जा-संवेदन प्रणाली बनाने के लिए कपड़े में एकीकृत किया जाता है, जो वास्तविक समय में मानव शरीर के विभिन्न शारीरिक संकेतों की तेजी से निगरानी कर सकता है, जैसे कलाई की नाड़ी, दिल की धड़कन, उंगली, पीठ और गर्दन झुकने के संकेत, आदि।, पहनने योग्य क्षेत्र में एफएससी के व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए एक नया तरीका प्रदान करना.



पहनने योग्य ऊर्जा भंडारण - संवेदन प्रणाली और उसके आवेदन

थीसिस लिंक: https://doi.org/10.1002/anie.202011523