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As células de combustível de algodão podem poder usar os wearables
Os cientistas da Universidade de Soochow transformaram fios de algodão humilde em células de combustível de metanol de alto desempenho que dobram, flexionam e até funcionam quando cortadas ao meio-oferecendo uma fonte de energia resiliente e de relevante rápido para vestidos de próxima geração e tecidos inteligentes.
O fio de algodão poderá em breve se tornar a espinha dorsal dos futuros sistemas de energia vestível.Pesquisadores da Universidade de Soochow desenvolveram células de combustível direto em forma de fibra (FDMFCs) que mantêm alto desempenho mesmo após serem dobrados 2.000 vezes, cortados ao meio ou embebidos em água.O estudo, publicado na Nature Materials, marca um avanço no armazenamento de energia flexível, com implicações para a eletrônica que deve dobrar, flexionar e sobreviver diariamente ao desgaste.
Ao contrário das baterias convencionais que dependem de caixas rígidas, esses "Yarn@géis" à base de algodão criam sua própria pressão interna.As fibras de algodão incham naturalmente dentro de uma matriz de gel, pressionando componentes de células de combustível firmemente juntos sem a necessidade de cartuchos volumosos.Essa estratégia de pressão adaptativa permite que as células de combustível permaneçam leves, cortáveis, resistentes à água e rapidamente para reabastecer-requerendo apenas um minuto para recarregar.
Para a crescente indústria de tecidos vestíveis e inteligentes, essa resiliência pode ser um divisor de águas.Eletrônica flexível - de sensores médicos dobráveis a aparelhos de consumo dobráveis - solicitam fontes de energia compactas e duráveis.Soluções existentes como células solares e supercapacitores geralmente ficam aquém devido à dependência da luz ou recarga lenta.As células de combustível, com sua alta densidade de energia e reabastecimento rápido, oferecem uma alternativa convincente - mas até agora, versões flexíveis lutavam com vazamentos, problemas de vedação e baixa durabilidade.
A equipe resolveu esses desafios incorporando fios de algodão em um gel curado por UV e depois as membranas revestidas com catalisadores em torno do núcleo de fibras.O resultado: células de combustível que mantiveram 94,7% de seu poder após 1.500 curvas e o funcionamento contínuo em condições extremas que variam de -22 ° C a 70 ° C.Eles alcançaram densidades de pico de potência de 27,3 MW/cm² a 60 ° C, sem perda de tensão após 100 ciclos de carga -descarga.
Os testes de desempenho empurraram ainda mais as células - por meio de sprays de água, penetrações de bastão de madeira e ciclos flexíveis repetidos -, mas os dispositivos continuavam trabalhando.Seu design modular em forma de fibra também sugere escalabilidade, desde a alimentação de roupas inteligentes até sistemas de energia maiores.Se adotada amplamente, as células de combustível de metanol à base de algodão poderiam inaugurar uma nova era de energia segura, flexível e sustentável para a indústria eletrônica-criando o fio humilde nos holofotes da inovação de alta tecnologia.