Приборы для определения частоты пульса, смартфоны, наушники Bluetooth — многие люди используют электронные аксессуары во время занятий спортом. Небольшие аккумуляторные батареи надежно снабжают их электроэнергией, но они не гибкие, и их нужно перерабатывать после окончания срока службы.
Исследователи представили в журнале «Advanced Materials» многообещающую альтернативу на основе гибкого суперконденсатора. Особенностью этого эффективного устройства накопления электроэнергии является пот спортсменов, который служит в качестве жидкого электролита.
Равиндер Дахия и его коллеги из Университета Глазго использовали в качестве прототипа смешанную ткань из целлюлозы и полиэстера. Такие ткани также используются для производства спортивной одежды и могут хорошо впитывать пот. Исследователи покрыли кусок ткани размером с почтовую марку с обеих сторон специальным полимером — PEDOT: PSS. В результате получается гибкий суперконденсатор, который может накапливать и отдавать небольшое количество электроэнергии быстрее, чем аккумуляторные батареи.
Однако для активации таких суперконденсаторов требуется электропроводящий электролит. В новом прототипе эту задачу выполнял пот, что позволило обойтись без токсичных электролитов, которые иногда использовались раньше. Сначала исследователи замочили суперконденсатор в физиологическом растворе, который послужил в качестве искусственного пота. Суперконденсатор показал при этом плотность энергии 1,36 ватт-часа на килограмм и электрическое напряжение 1,31 ватта — достаточное для работы некоторых светодиодов.
В другом эксперименте исследователи прикрепили прототип к футболке бегуна. Небольшой фотоэлемент, укрепленный на предплечье атлета, служил источником электроэнергии. Плотность энергии при естественном потоотделении составила всего 0,25 ватт-часа на килограмм. Но и этого было также достаточно, чтобы обеспечить питание для датчиков и мобильных электронных устройств с немного большим суперконденсатором. Кроме того, прототип не только выдержал процесс стирки и более 1000 изгибаний, но и продолжал работать после 4000 циклов зарядки. Эти тесты показывают, что в будущем суперконденсаторы, встроенные в одежду, могут заменить обычные аккумуляторные батареи в качестве накопителя электроэнергии.
Источник: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news/2020/strom-aus-schweiss/