Flexibles, waschbares, tragbares Mikronetz, das Energie aus dem menschlichen Körper speichern kann

Nanoingenieure der University of California San Diego veröffentlichten in Nature Communications den Artikel "A self-sustainable wearable multi-modular E-textile bioenergy microgrid system", in dem sie ein "wearable microgrid" entwickelt haben, das Energie aus dem menschlichen Körper gewinnt und speichert, um kleine elektronische Geräte zu betreiben. Das tragbare Mikronetz besteht aus drei Hauptteilen: schweißbetriebene Biobrennstoffzellen, bewegungsbetriebene Geräte, so genannte triboelektrische Generatoren, und energiespeichernde Superkondensatoren. Alle Teile sind flexibel, waschbar und können im Siebdruckverfahren auf die Kleidung gedruckt werden.

"Trotz der rasanten Entwicklung verschiedener Geräte zur Energiegewinnung und -speicherung wurde ihre sinnvolle Integration in effiziente, autonome und nachhaltige tragbare Systeme noch nicht umfassend erforscht. Hier stellen wir das Konzept und die Konstruktionsprinzipien von E-Textil-Mikronetzen vor, indem wir ein mehrmoduliges Bioenergie-Mikronetzsystem demonstrieren. Im Gegensatz zu früheren hybriden Wearable-Systemen stützt sich das vorgestellte E-Textil-Mikronetz ausschließlich auf die menschliche Aktivität, um synergetisch zu arbeiten, biochemische und biomechanische Energie mit Hilfe von Biobrennstoffzellen auf Schweißbasis und triboelektrischen Generatoren zu gewinnen und die gewonnene Energie über Superkondensatoren zu regulieren, um eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen. Durch Energiebudgetierung kann das E-Textil-System Flüssigkristall-Displays kontinuierlich oder ein Schweißsensor-elektrochromes Anzeigesystem in gepulsten Sitzungen effizient mit der Hälfte der Startzeit und der dreifachen Laufzeit in einer 10-minütigen Trainingseinheit betreiben. Durch die Umsetzung der Designprinzipien "kompatible Formfaktoren, angemessene Leistung und komplementäre Funktionalität" bietet das flexible, textilbasierte Bioenergie-Mikronetz attraktive Perspektiven für die Entwicklung und den Betrieb effizienter, nachhaltiger und autonomer tragbarer Systeme.

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