Fabrican fibras para la ropa que almacenan electricidad

Dibujo20131204 illustration fabrication highly stretchable fiber with supercapacitor

Huisheng Peng (Universidad de Fudan en Shanghai, China) y sus colegas han fabricado fibras elásticas para tejer ropa recubiertas de un supercondensador (supercapacitor) de nanotubos de carbono que almacena electricidad como si se tratara de una batería recargable. Estas fibras servirán para alimentar con electricidad la ropa inteligente que llevará dispositivos electrónicos cableados en los propios hilos del tejido. Una aplicación sorprendente de los supercondensadores basados en nanotubos de carbono que todavía tardará unos años en llegar al mercado y que tendrá que competir con otras tecnologías basadas en hojas planas que se pueden coser a la ropa. Nos lo resumen en “Power storage in stretchy fibres,” Nature 504: 10, 05 Dec 2013, siendo el artículo técnico Zhibin Yang et al., “A Highly Stretchable, Fiber-Shaped Supercapacitor,” Angewandte Chemie, AOP 8 Nov 2013.

La imagen muestra el proceso de fabricación. Se recubre una fibra de caucho con una capa fina de H3PO4-poli (alcohol polivinílico, llamado PVOH o PVA), que actúa como electrolito. Luego se deposita una capa de nanotubos de carbono sintetizados por deposición química de vapor, que actúa como electrodo bobinado en la fibra. Este proceso se repite dos veces más, aplicando un nuevo recubrimiento con el electrolito seguido de una deposición del electrodo de nanotubos de carbono.

Dibujo20131204 SEM images CNT sheet electrode - two different magnifications

Esta imagen al microscopio electrónico muestra la superficie del electrodo de nanotubos de carbono depositado en la fibra en forma de bobinado con varias capas de nanotubos (el grosor estimado de la capa es de unos 10 nanómetros).

Dibujo20131204 photographs two fiber-shaped supercapacitors on different shapes

La fibra elástica recubierta del supercondensador puede estirarse hasta un 175% hasta 100 veces reteniendo una alta capacidad específica, unos 18 F/g (faradios por gramo).

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=EE_RBRrtBl0]

Este vídeo youtube muestra la elasticidad del nuevo supercondensador en forma de fibra textil.

Dibujo20131204 CV charg-discharge curve -left- dependence of specific capacitance with cycle number -right- wiley

Esta figura ilustra las buenas propiedades electroquímicas del supercondensador en forma de fibra. La parte izquierda muestra las curvas CV (corriente versus diferencia de potencial) para diferentes radios de curvatura. Estas curvas prácticamente no cambian cuando se estira la fibra hasta el 175%. La parte derecha muestra que la capacitancia específica se mantiene prácticamente constante tras múltiples ciclos de estiramiento-compresión; tras 100 ciclos el valor está por encima del 95% del valor inicial. Según los autores, al microscopio electrónico no se observan daños significativos.

En resumen, un trabajo muy interesante, con múltiples aplicaciones prácticas, aunque todavía muy alejado del mercado.



4 Comentarios

  1. No tengo acceso a los artículos que citas para comprobarlo, pero entiendo que la cifra de 18F/g citada se referirá a la capacidad del material depositado sobre la fibra y no a la fibra en sí.
    Es decir, que cada gramo del hilo final solo tendrá unos microgramos (¡o menos!) del material condensador y la capacidad final de la fibra será del orden de los microfaradios como mucho. De no ser así, haría falta una central nuclear para proporcionar toda la carga que podría almacenar un solo jersey hecho con hilos a razón de 18F/g :DDDDDD

        1. Aun así, cual seria el peligro de electrocución al usuario de esta ropa? O peligro a su salud? O peligro a los pobres mosquitos que traten de morder al que use esta ropa?

          O peligro de incendio o por lo menos echar humo y chispas? Y si el usuario suda bien salado con muchos iones?

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 4 diciembre, 2013
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