Projektbeschreibung
Flexible Superkondensatoren für tragbare Geräte
Superkondensatoren, die tragbare und dehnbare Geräte zur Gesundheitsüberwachung und -diagnose versorgen, müssen sich biegen, verdrehen und zusammendrücken lassen. Eine neue Elektrodenkonstruktion auf der Grundlage flexibler, laserinduzierter Graphenfasern stellt sich als vielversprechend heraus, die Leistung elektrochemischer Energiespeicher wie z. B. Mikrosuperkondensatoren zu steigern. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt Microsupercapacitor geht davon aus, dass die vor Ort hergestellte Verbindung zwischen den flexiblen porösen Graphennetzwerken und nanokristallinem Diamant durch einen einstufigen Laserprozess die Entwicklung flexibler tragbarer Elektronikgeräte ankurbeln könnte. Das Projekt schlägt eine einfache Methode zur Synthese hybrider Kohlenstoffnanostrukturen vor, in denen das poröse Netzwerk aus sp2-Kohlenstoffatomen leitfähige Nanodiamanten beherbergen wird. Der Kohlenstoff wird dann auf ein transparentes und dehnbares Silikonkautschuksubstrat übertragen, wodurch planare Mikrosuperkondensatoren entstehen.
Ziel
Stretchable microsupercapacitors (MSCs) can operate in multiple mechanical distortions including stretching, bending, twisting, and compression. These mechanical adaptabilities are essential for powering wearable electronics and implantable biomedical devices. Recent progress in the stretchable supercapacitor field primarily emphasizes on the electrode materials and their design concept. In the search of outstanding electrode material, we have seen consumer-grade carbon-based MSC electrodes would be benefitted from a thin layer of diamond (sp3-hybridized carbon) coating as diamond possesses wide electrochemical (EC) potential window, a low and stable background current, and exceptional stability in a wide range of corrosive media. However, most of the growth techniques like chemical vapor deposition and atomic layer deposition support the diamond deposition on any solid hard substrate (such as Si, Mo, Ta, etc.), and also the gas phase growth temperature is too high to deposit diamond on any flexible substrate. On the other hand, recently, large scale, facile and one-step process for the production of flexible graphene-based porous nanomaterial called laser-induced graphene (LIG) has been investigated worldwide and regarded as a suitable platform to build EC energy storage devices. Therefore, we believe that in situ bonding between the flexible porous graphene networks with nanocrystalline diamond using a single-step lasing process, can provide a major breakthrough in the field of flexible wearable and portable electronic device technology. To utilize the dual advantage of both sp2 and sp3 bonded carbon, herein, we propose a simple strategy to synthesize nanostructured carbon hybrid where conductive nanodiamonds will be decorated between the flexible three-dimensional porous network of sp2 carbon (LIG). In the application scenario, the carbon hybrid then transferred to a transparent and stretchable silicone rubber substrate to obtain all-solid-state planar MSCs.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
602 00 BRNO STRED
Tschechien