化學(xué)學(xué)院在陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的可穿戴儲(chǔ)能器件研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
隨著智能可穿戴電子設(shè)備的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于輕便的便攜式柔性可持續(xù)電源的需求日益凸顯，可穿戴化的新型電源成為一種重要的思路和趨勢(shì)。為此，人們開發(fā)出了許多可以收集能量的柔性器件或織物，用以收集光、風(fēng)、人體運(yùn)動(dòng)等環(huán)境能量并轉(zhuǎn)化為電能。近日，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院和暨南大學(xué)物理系合作開發(fā)出了一種可以收集并儲(chǔ)存太陽(yáng)能的“陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的可穿戴儲(chǔ)能器件”，以“Stretchable Ni@NiCoP textile for wearable energy storage clothes”為題發(fā)表在國(guó)際重要學(xué)術(shù)刊物Nano Energy (IF = 13.120) 上。
圖1. 學(xué)術(shù)思想：陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的可穿戴新型電源的構(gòu)建
我們?cè)诳衫斓木郯滨ダw維布料上利用兩步化學(xué)鍍的方法成功獲得了具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能（方阻低至0.19 Ω sq-1）及良好的電化學(xué)儲(chǔ)能性能（面積比電容877.6 mF cm-2，質(zhì)量比電容713 F g-1）的Ni@NiCoP包覆的可拉伸織物。該可拉伸織物電極具備優(yōu)異的力學(xué)及化學(xué)的穩(wěn)定性，可以單獨(dú)作為可穿戴電子設(shè)備的導(dǎo)線使用，也可以組裝成非對(duì)稱的可拉伸超級(jí)電容器進(jìn)行儲(chǔ)能。
圖2. Ni@NiCoP可拉伸織物電極的制備流程示意圖
通過與暨南大學(xué)物理系麥文杰教授合作，進(jìn)一步將這種Ni@NiCoP可拉伸織物與柔性非晶硅太陽(yáng)能電池構(gòu)建成為陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的可穿戴電源器件，并縫制在衣物上，實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的可穿戴新型電源的構(gòu)建。該工作獲得的可拉伸織物電極具備柔軟舒適、穩(wěn)定性高以及電學(xué)、電化學(xué)性能均十分優(yōu)異等特點(diǎn)，可以進(jìn)一步提高可穿戴智能衣物的舒適度與拓寬其多功能性。這種“陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的可穿戴新型電源”在便攜式電子設(shè)備充電供能方面的具有較大的應(yīng)用前景。
圖3. 基于Ni@NiCoP可拉伸織物電極的陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)可穿戴自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)建與展示
上述研究進(jìn)展中山大學(xué)為第一完成單位，化學(xué)學(xué)院博士生孫鵬和碩士生邱美佳同學(xué)為共同第一作者，童葉翔教授、崔國(guó)峰副教授和暨南大學(xué)物理系麥文杰教授為文章的通訊作者。該研究工作得到了科技部重大研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省珠江人才計(jì)劃本土創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、高?？蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)的大力支持。
論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.10.067
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