Opis projektu
Baterie do smartfona zasilane energią z plastikowych butelek
Rozwój nanogeneratorów tryboelektrycznych może okazać się skutecznym podejściem do przekształcania energii biomechanicznej, tak by mogła ona zapewniać zasilanie i dłuższy czas pracy baterii stosowanych w urządzeniach multimedialnych, takich jak smartfony, inteligentne zegarki i tablety. Nanogeneratory tryboelektryczne produkują jednak małe ilości energii. Rozwiązaniem tego problemu zajmują się uczestnicy finansowanego przez UE projektu MotionESt, którego celem jest opracowanie zintegrowanych urządzeń łączących wysoce wydajne nanogeneratory tryboelektryczne z superkondensatorem zdolnym do magazynowania przekształconej energii biomechanicznej. Ponadto superkondensator będzie charakteryzował się większą gęstością energii dzięki zastosowaniu MXenów Ti3C2 jako elektrod. Cała metodologia będzie opierać się na trójwymiarowym wydruku włókien z politereftalanu etylenu (PET) bazującego na Ti3C2/graficie poddawanych następnie pirolizie. Oprócz tego PET będzie uzyskiwany z plastikowych butelek, co pozwoli na innowacyjne generowanie wartości z odpadów.
Cel
Portable and wearable devices including smartwatches, health monitoring, and multimedia devices are becoming increasingly popular in our daily lives. These devices are generally powered by batteries that have a limited lifetime. Recently, the development of triboelectric nanogenerators (TENGs) has shown to be an effective approach to transforming biomechanical energy to power up these devices. However, TENGs generate low energy and AC signals which limit their use in continuously powering up electronics. The AC signals of TENGs must be converted and stored in energy storage. Among energy storage devices, supercapacitors (SCs) are found to be a promising device due to their high power density, moderate energy density, long cycle life, and safe use. Hence, this project aims to develop an integrated device (TENGSC), connecting a high-performance TENG with an SC, which can store the transformed biomechanical energy. However, the TENG and SC are susceptible to undergoing damage during biomechanical actions. This mechanical damage can be overcome by developing self-healable TENG and SC. The self-healing nature will help to restore their properties if any damage happens during the cyclic movements. Moreover, to harvest high power from the TENG, a 3D printing technique will be followed, which can easily introduce micropatterns on the film surface. The micro-patterns provide higher frictional effect which is the key factor in increasing the conversion efficiency of TENG. Besides, the energy density of the SC can be increased through using porous MXenes –Ti3C2 as electrode materials. This can be developed through the 3D printing of a Ti3C2/graphite–based polyethylene terephthalate (PET) filament followed by pyrolysis. The waste drinking water bottles can be used as PET source. Thus, through this work, biomechanically driven smart power source will be developed along with concept of waste to wealth transformation, which can be used in portable and wearable electronics.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
601 90 Brno Stred
Czechy