Giyilebilir Enerji Depolama Sistemi Geliştirildi

Hafif enerji depolama teknolojileri, gelişmekte olan giyilebilir sağlık monitörleri ve akıllı giysiler için vazgeçilmezdir. Malzeme mühendislerinin yaptığı yeni tasarım, herhangi bir giysi için giyilebilir enerji üretiminin mümkün olmasını sağlayabilir.

A- A+

29.11.2018 tarihli yazı 5969 kez okunmuştur.

Eskiden üreticiler, giyilebilir bir enerji depolama sistemi geliştirirken ince ve hafif kumaşlı bir giysi elde etme konusunda çıkmaza giriyordu. Massachusetts Amherst Üniversitesi'nden kimyagerler devrim yaratacak nitelikte şarj sistemi geliştirerek bu soruna çözüm getirdiler. Çalışma, kimyager Trisha Andrew tarafından yönetildi. Andrew'in de belirttiği gibi, “Piller veya diğer depolama sistemleri, taşınabilir, giyilebilir veya esnek yapılı teknolojilerin çoğu için hala sınırlayıcı unsurdur. Bu cihazlar çok büyük, çok ağır ve esnek olmama eğilimindedir.”

►İlginizi Çekebilir: Canan Dağdeviren|Giyilebilir Kalp Pili

Andrew ve ekibi, bir polimer film ile buhar kaplamalı iletken ipler aracılığıyla, enerji depolamak için bir mikro süper kapasitör kullandılar. Ayrıca, kumaş üstünde esnek bir elektrot örgüsü oluşturmak için benzersiz bir dikiş tekniği kullandılar. Araştırmacılar, giyilebilir biyosensörlerin kolayca çalıştırılabildiğini keşfetti ve sonuçta cihaz, boyutuna göre çok daha fazla enerji depolayabildi. Andrew ve ekibi yayınladıkları bilimsel makalede çalışmalarını "Bu yazıda, laboratuvarımızın ürettiği buhar kaplamalı iplikleri kullanarak herhangi bir giysi üzerine bir yük depolama modelini tam anlamıyla işleyebildiğimizi gösteriyoruz.” “Bu çalışma, enerji sağlayabilen akıllı giysilerdeki dikilebilir devrelerin kapılarını geleceğe açıyor." cümleleriyle açıklıyor.

"Süper Kapasitörler Pillere Göre Daha Kullanışlı"

Andrew bu araştırmada, araştırmacı ve ilk yazar Lushuai Zhang ve kimya mühendisliği lisans öğrencisi Wesley Viola ile çalıştı. Ekip, yapılan ön çalışmada süper kapasitörlerin giyilebilir şarj depolama devreleri için en ideal adaylar olduğunu tespit etti. Bunu yazdıkları makalede, süper kapasitörlerin güç yoğunluklarının standart pillere kıyasla daha yüksek olmasıyla açıkladılar. Bununla birlikte, UMass araştırmacılarının standart süper kapasitörü geliştirmesi gerekiyordu. Elektrokimyasal olarak aktif materyallerin eklenmesiyle ilgili birçok zorluk olmasına rağmen, performansı artırmak için bu materyalleri eklediler. Andrew ve ekibi, özel buhar kaplama işleminin, bükülmüş iplikler üzerinde gözenekli iletken polimer filmler oluşturduğunu ve ünite başına depolama kapasitesini artırmak için ipliklere elektrolit iyonları eklenebileceğini gösterdi. Ayrıca makalede, boyanmış veya preslenmiş liflerle yapılan önceki çalışmalara kıyasla, bu çalışmanın birim uzunluk başına yüksek şarj depolama kapasitesini koruduğunu gösterdiler.

►İlginizi Çekebilir: Kendi Enerjisini Üreten ve Depolayan Kumaş

Andrew, tekstil ürünlerinin işlenmesi için buhar birikiminin maliyetli olmasına rağmen, alternatiflerinden hala daha etkili olduğunu söyledi. Ayrıca ekip, teknolojinin başlangıçta pahalıyken ilerleyen süreçte maliyetin daha uygun hale gelebileceğini açıkladı. Evde bakım ve ani fizyolojik rahatsızlıkların erken tespiti için sürekli sağlık takibinin gerekli olduğunun altını çizen araştırmacılar, şu anda UMass Amherst Enstitüsü Uygulamalı Yaşam Bilimleri Kişiselleştirilmiş Sağlık İzleme Merkez’indeki diğer mühendislerle çalışıyor. Araştırmacılar, yeni tekstil işlemeli şarj depolama kumaşlarını e-tekstil sensörleri ve düşük güçlü mikroişlemcilerle birleştirmek istiyor. Bu kumaşlardan, fizik tedavi sırasında hastanın yürüme ve eklem hareketlerinin izlemesine yardımcı olması ve doktorlara hastanın nasıl iyileştiğine dair daha doğru bilgiler vermesi bekleniyor.