在科学杂志上发表的一项实验中先进材料今年4月,南大新加坡团队展示了轻敲一块3厘米× 4厘米的新型聚合物织物产生的电能足以点亮100个led。
洗涤、折叠和揉皱织物不会导致任何性能下降,而且它可以保持稳定的电力输出长达5个月。
材料科学家、南洋理工大学副教务长(研究生教育)Lee Pooi See教授领导了这项研究,他说:“人们曾多次尝试开发可以从运动中获取能量的织物或服装,但最大的挑战是开发一种在洗涤后功能不会下降,同时保持良好的电能输出的东西。”在我们的研究中,我们证明了我们的原型在洗涤和揉皱后仍能正常工作。我们认为,它可以编织到t恤或集成到鞋底,从身体最微小的动作中收集能量,将电能输送到移动设备。”
这种原型织物在被挤压或挤压时(压电)会产生电流,当它与皮肤或橡胶手套等其他材料接触或摩擦时(摩擦电效应)会产生电流。
南大博士生姜峰是研究团队的一员,他解释说:“在PVDF-HPF中嵌入钙钛矿增加了原型的电输出。在我们的研究中,我们选择无铅钙钛矿作为一种更环保的选择。钙钛矿本质上是易碎的,将它们集成到PVDF-HPF中使钙钛矿具有优异的机械耐久性和灵活性。PVDF-HPF还对钙钛矿起到了额外的保护作用,增加了其机械性能和稳定性。”
其结果是一个原型织物,每平方米产生2.34瓦的电力。
为了演示他们的原型织物是如何工作的,南洋理工大学的科学家们展示了用手连续敲击一块3厘米× 4厘米的织物可以点亮100个led灯,或者为几个电容器充电。
李教授说:“尽管电池容量提高了,电力需求减少了,但可穿戴设备的电源仍然需要频繁更换电池。我们的研究结果表明,我们的能量收集原型织物可以利用人类的振动能量,从而有可能延长电池的使用寿命,甚至可以构建自供电系统。据我们所知,这是首款基于钙钛矿的混合能源设备,它稳定、可拉伸、透气、防水,同时能够提供出色的电力输出性能。”
该团队目前正在研究如何将相同的织物用于收集不同形式的能量。