化学学院在阳光驱动的可穿戴储能器件研究领域取得新进展

稿件来源:院办 发布人:李心宇 编辑:院办 发布日期:2018-11-14

        随着智能可穿戴电子设备的蓬勃发展,人们对于轻便的便携式柔性可持续电源的需求日益凸显,可穿戴化的新型电源成为一种重要的思路和趋势。为此,人们开发出了许多可以收集能量的柔性器件或织物,用以收集光、风、人体运动等环境能量并转化为电能。近日,中山大学化学学院和暨南大学物理系合作开发出了一种可以收集并储存太阳能的阳光驱动的可穿戴储能器件,以“Stretchable Ni@NiCoP textile for wearable energy storage clothes”为题发表在国际重要学术刊物Nano Energy (IF = 13.120) 上。

 

图1

1. 学术思想:阳光驱动的可穿戴新型电源的构建

 

 

        我们在可拉伸的聚氨酯纤维布料上利用两步化学镀的方法成功获得了具有优异的导电性能(方阻低至0.19 Ω sq-1)及良好的电化学储能性能(面积比电容877.6 mF cm-2,质量比电容713 F g-1)的Ni@NiCoP包覆的可拉伸织物。该可拉伸织物电极具备优异的力学及化学的稳定性,可以单独作为可穿戴电子设备的导线使用,也可以组装成非对称的可拉伸超级电容器进行储能。

 

图2

 

2. Ni@NiCoP可拉伸织物电极的制备流程示意图

 

 

        通过与暨南大学物理系麦文杰教授合作,进一步将这种Ni@NiCoP可拉伸织物与柔性非晶硅太阳能电池构建成为阳光驱动的可穿戴电源器件,并缝制在衣物上,实现了阳光驱动的可穿戴新型电源的构建。该工作获得的可拉伸织物电极具备柔软舒适、稳定性高以及电学、电化学性能均十分优异等特点,可以进一步提高可穿戴智能衣物的舒适度与拓宽其多功能性。这种阳光驱动的可穿戴新型电源在便携式电子设备充电供能方面的具有较大的应用前景。

 

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3. 基于Ni@NiCoP可拉伸织物电极的阳光驱动可穿戴自驱动系统的构建与展示

 

 

        上述研究进展中山大学为第一完成单位,化学学院博士生孙鹏和硕士生邱美佳同学为共同第一作者,童叶翔教授、崔国峰副教授和暨南大学物理系麦文杰教授为文章的通讯作者。该研究工作得到了科技部重大研发计划、国家自然科学基金、广东省珠江人才计划本土创新团队项目、高校科研业务费的大力支持。

        论文链接: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.10.067