Rekbare supercondensator kan wearables van stroom voorzien
Amerikaanse wetenschappers maken een nieuw soort supercondensator die tot acht keer zijn eigen lengte is te rekken. Ook verliest hij nauwelijks capaciteit na 10.000 keer opladen.
De wetenschappers zien rekbare supercondensator in de toekomst als stroombron voor flexibele wearable gadgets en biomedische apparaten.
Een supercondensator slaat net zoals een accu stroom op, maar doet dat niet zoals een accu chemisch: hij slaat de stroom elektrostatisch op in één van twee geleiders. Deze geleiders liggen heel dicht tegen elkaar, maar zijn door een dunne laag niet geleidend materiaal van elkaar gescheiden. Als de twee polen verbonden worden om bijvoorbeeld een lamp te laten branden, dan verplaatsen de elektronen zich van de ene geleider naar de andere. Bij het opladen gaat dat precies de andere kant op.
Heel snel laden
Supercondensatoren zullen dan ook niet langzaam zoals een accu hun stroom afgeven, maar in één grote spurt. Ze zijn daarom ook heel snel op te laden en worden vaak gebruikt voor zaken als een cameraflits of in elektrische auto's voor regeneratief remmen en zelfs in e-bikes, zoals de Nederlandse Ostrichoo, als vervanging van de klassieke accu.
Maar de huidige supercondensatoren zijn wel net zo star en solide als accu's. De Amerikaanse wetenschappers ontwikkelden daarom een rekbare supercondensator ter grootte van een postzegel. Ze verbonden vier van deze supercondensatoren in een serie en konden daarmee een twee Volt Casio-horloge anderhalve uur van stroom voorzien.
Nanobuisjes
De wetenschappers begonnen met een 'bos van miljoenen koolstof nanobuisjes' op een silicium wafer. Die nanobuisjes zijn 15 nanometer in hoogte en 20 tot 30 nanometer hoog ter grootte van de kleinste bacterie.
Vervolgens werd boven op die laag nanobuisjes een nanofilm van goud gelegd die als geleider met een zeer lage elektrische weerstand dient. Dit geheel wordt daarna weer op een elastische laag geplaatst die tot vier keer zijn eigen lengte is uitgerekt. Zodra het uitgerekte geheel losgelaten wordt, frommelt het goudlaagje ineen en worden de nanobuisjes als bomen in een bos nog verder op elkaar gepropt.
Als laatste wordt het bos met nanobuisjes gevuld met een geleidende gel, waardoor een oplaadbare supercondensator ontstond die tot acht keer zijn eigen lengte opgerekt kan worden.
Volgens de wetenschappers is de kans groot dat rekbare supercondensatoren die razendsnel opladen in de toekomst samen met accu's gebruikt worden. Ze krijgen ieder hun eigen functie in het elektrische systeem.