3D PRINTANJE BATERIJ

Raziskovalcem Univerze Harward in Univerze Ilinnois (Urbana-Champaign) je uspelo s pomočjo 3D printanja izdelati miniaturne baterije, velikost manj kot je debelina lasa.  V ta namen so morali preiskusiti vrsto različnih "barvil", ki so morala imeti tudi ustrezne elektrokemijske lastnosti. V ta namen so izdelali barvilo za anodo v obliki nanodelcev z vsebnostjo litij-oksidnih delcev in podobno za katodo.
Zanimivih aplikacij za tovrstne minibaterije ne manjka.



Vir:
Researchers Print Tiny Batteries :: NASA Tech Briefs

Mikrobaterije - majhne v velikosti a velike v moči in energiji. Nova baterijska revolucija?

Raziskovalci Univerze Illinois so uspeli izdelati izredno majhne baterije, ki pa hkrati omogočajo veliko kapaciteto in hitro polnenje in praznenje. Ravno to, kar potrebuje moderna elektronska industrija za razvoj novih mobilnih miniaturnih naprav. Izdelane mikrobaterije omogočajo gostoto moči do 7.4 mW cm⁻² μm⁻¹, kar je enako ali celo bolje od večine superkondenzatorjev in hkrati 2000x bolje kot druge mikrobaterije. Temelj izboljšave je tridimenzionalna struktura elektrod, ki so jo uspeli dobiti tako, da so najprej nanesli polistirenske mikrokroglice, ki so jih nato sintrali na 96 stopinjah ter nato elektrodeponirali nikelj. Ko so odstranili mikrokroglice je ostala 3D struktura iz niklja in veliko praznega prostora. To pa je osnova za dobro baterijo ali kondenzator. Velika aktivna površina.... 


Viri:
Small in size, big on power: New microbatteries a boost for electronics | News Bureau | University of Illinois
http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2747.html

3D printanje z dodajanje električno prevodnih poti

Takšen printer imel bi tudi jaz. Počasi bo nastopil čas, ko se bo potrebno poigrati s kakšno od teh napravic. Očitno je zmogljivost 3D printerjev vedno večja, s tem, da se je izkazalo, da je mogoče naprintati tudi električno prevodne dele, pa je postala zadeva še bolj uporabna.




PLOS ONE: A Simple, Low-Cost Conductive Composite Material for 3D Printing of Electronic Sensors

Razgradljiva (tranzientna) elektronika

Ideja je odlična: kot imamo razgradljivo embalažo, bi lahko imeli tudi razgradljivo elektroniko. Da je to izvedljivo, so pokazali raziskovalci Univerze Illinois (University of Illinois, Dr. John Rogers). Izdelali so razgradljive senzorje temperature, sončne celice, miniaturne digitalne kamere itd. Elektronika je zaščitena s posebno plastjo, ki se čez čas razkroji. Od števila zaščitnih plasti je odvisno, kako hitro se elektronika razgradi.Trenutno  so sposobni narediti zaščitne plasti, ki zdržijo več tednov, želja pa je, da bi zdržale tudi več let.

Uporabnost izdelane razgradljive elektronike so prikazali tako, da so izdelali elektronsko vezje, ki so ga vbrizgali v okuženo miško. Elektronika se je uspešno spopadla in premagala okužbo in se nato še sama razgradila (naprava je proizvajala toploto in s tem preprečevala rast bakterij).

V napravo jim je uspelo integrirati tudi piezoelektrik (cinkov oksid), ki bi lahko ob vibriranju oz. premikanju služil kot vir energije potrebne za delovanje vezja.

Viri:

Science Daily: New 'Transient Electronics' Disappear 

When No Longer Needed

American Chemical Society (ACS) (2013, April 8). New 'transient electronics' disappear when no longer needed. ScienceDaily. Retrieved April 9, 2013, from http://www.sciencedaily.com­/releases/2013/04/130408122310.htm

Hibridni generator energije: piezoelektrik in akumulator

Piezoelektriki niso nič novega. Znano je, da ob stisku piezoelektrika pride do prerazporeditve naboja, kar se odraža v napetosti, ki jo lahko zaznamo na površini.  (Hkrati je možno z vzpostavitvijo napetosti med plastjo piezoelektrika doseči mehansko spremembo le tega). To je mogoče s pridom izkoristiti v  različne namene, en od vedno bolj interesantnih je sprotna generacija naboja za napajanje elektronskih naprav.
Znanstvenikom iz Georgia Institute of Technology je uspelo še nekaj več: izdelali so t.i. hibridni element, ki hkrati vsebuje piezoelektrik, ki generira naboj in posebno membrano, ki omogoča prehod litijevih ionov le v eno smer in s tem deluje kot elektrokemijski akumulator, ki pretvarja mehansko energijo v elektrokemijsko. S tem so dve napravi združili v eni kar omogoča mnogo bolj učinkovito zbiranje in hranjenje energije.

The power cell consists of a cathode made from lithium-cobalt oxide (LiCoO2) and an anode consisting of titanium dioxide (TiO2) nanotubes grown atop a titanium film. The two electrodes are separated by a membrane made from poly(vinylidene fluoride) (PVDF) film, which generates a piezoelectric charge when placed under strain. When the power cell is mechanically compressed, the PVDF film generates a piezoelectric potential that serves as a charge pump to drive the lithium ions from the cathode side to the anode side. The energy is then stored in the anode as lithium-titanium oxide.

Vir: Researchers Develop a Self-Charging Power Cell | SciTech Daily

Nanocevke, ki izgledajo kot niti za tkanje in hkrati kot električne žice

Nanomateriali vedno znova presenečajo z raznovrstnostjo odzivov, ki jih težko ali celo ne moremo pričakovati od "običajnih" materialov. Znanstveniki Univerze Rice, Nizozemskega podjetja Teijin Aramid, Ameriške U.S. Air Force in Izraelskega Technion Institute so nedavno v reviji Science objavili razvoj karbonskih nanocevk (CNT) s posebnimi lastnostmi. Posebnost teh nanocevk je v tem, da so hkrati fleksibilne kot niti za tkanje in imajo hkrati izjemne termične in prevodne lastnosti, podobno kot bakrene žice.  

Slika: žarnica visi na tanki nitki iz prevodnih karbonskih vlaken.





New Nanotech Fiber Looks Like Thread, Acts Like Wire :: Medical Design Briefs

LumEN: LUMINISCENČNI SOLARNI KONCENTRATORJI

Ideja je zajeti sončno svetlobo (sevanje) v relativno poceni material (PMMA) in jo ujeti, tako, da se odbija od površine in pride do sončnih celic, ki spremenijo svetlobo v električno energijo. Prednost je v tem, da gre v bistvu za neke vrste koncentratorje, saj je zajem sevanja na relativno veliki površini, na robu pa so lahko zelo kakovostne sončne celice z visokim izkoristkom.


LumEN: Luminescent Solar Concentrators for Sustainable On-Demand Electricity Production :: Create the Future Design Contest