スキップしてメイン コンテンツに移動

石油掘削、消防、極度な温度での作業などのモーションセンサーや発電機として利用できる難燃性自己消火性摩擦電気ナノ発電機(FRTENG)

UCLAと他の二つの大学の研究者が、難燃性自己消火型モーションセンサーと発電機を設計しました。
http://newsroom.ucla.edu/releases/flame-resistant-wearable-sensors-safety-equipment
この装置、消防士、石油掘削機、その他極端な気温や過酷な環境を扱う人々が着用する靴や衣服に埋め込むことができます。

自己発電センサーは、摩擦電気ナノ発電機の一種です。摩擦帯電は、ある材料が別の材料と摩擦するときに電子の交換からエネルギーを発生させます。この場合は、デバイス自体と着用者の衣服または皮膚、あるいはデバイスと地面です。
またこの装置は、歩行、走行、跳躍、静止の違いを感知できるため、着用者が危険にさらされたり、動けないでいるなどを検出できます。

摩擦電気ナノゲーターはすでに存在しますが、可燃性のプラスチックや織物などの材料を使用しているため、現在のモデルでは火や極端な温度に耐えることができません。
その問題を克服するために、新しい装置は研究者が発明したカーボンエアロゲルから作られています。エアロゲルは非常に軽量であり(体積の95%が空気中)、高温でも安定しているため、難燃性機器での使用に最適です。

「カーボンエアロゲルは電気を効率的に伝導し、環境に優しい材料を含んでいます」「エアロゲルはとても軽いので、着用者はデバイスさえも感じません」とEl-Kadyは言っています。

エアロゲルを形成するために、研究者たちは、ホルムアルデヒドとレゾルシノールの2種類の化学物質を、ポリアクリロニトリル繊維とわずか数ナノメートルの厚さの酸化グラフェンシートと混合しました。

彼らはそれからゲルを乾燥させて液体内容物を除去し、そしてそれを水素で満たされた小さなチャンバー中で加熱し、耐久性があるが軽量のカーボンエアロゲルナノ複合材料を残しました。

この研究は、グラフェン、酸化グラフェン、およびグラフェンスーパーバッテリーを製造しているNanotech Energyによってサポートされています。

Nano Enegyに掲載された論文
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519301399

コメント

このブログの人気の投稿

グラフェンのコンクリートへ添加剤としての性能評価

科学論文によるグラフェン添加剤の性能検証 ( Posted By  Graphene Council , Monday, August 10, 2020 ) セメントモルタルやコンクリートの圧縮強度を向上させるために、アスペクト比の高いグラフェンプレートレットの重要性が確認されたことが、主要大学による新たな論文で明らかになりました。 アデレード大学が主導したこの研究では、First Graphene Ltd.が供給する高性能のPureGRAPH®添加剤を調査に使用しました。モルタルでは0.02%w/w、コンクリートでは0.01%w/wに相当する非常に低い添加量で、圧縮強度34.3%、曲げ強度38.6%の向上を記録しました。 研究者らは、プリスティングラフェン(PRG)粒子のアスペクト比が高くなるにつれて性能が向上することを観察し、ファーストグラフェン独自の電気化学プロセスで製造されたPureGRAPH®製品がセメントの性能を向上させるための理想的な候補であることを示しました。 研究者は、"本研究の結果から、プリスティングラフェンは、セメント複合材料の現在の欠点を改善するための建築材料への実用化において有望な添加剤であるだけでなく、セメント複合材料に使用されるセメント量の削減をサポートするための実現可能なオプションであり、大気中へのCO2フットプリントとCO2排出量を削減できる可能性があることを示している "と結論付けています。 Influence of pristine graphene particle sizes on physicochemical, microstructural and mechanical properties of Portland cement mortars  

グラフェンの注目のアプリケーション2015年⇒2020年

  グラフェンの応用製品にも時代によって、変わってきています。 Graphene-infoの記事を参考にしたトップ10ランキング    2015年      ⇒ 2020年 エレクトロニクス  ⇒ 医療 センサー      ⇒ センサー 電池        ⇒ 電池 医療        ⇒ 複合材料 複合材料      ⇒ 自動車用途 スーパーキャパシタ ⇒ コーティング コーティング    ⇒ スーパーキャパシタ 3Dプリンター   ⇒ 熱伝導 太陽電池      ⇒ インク ディスプレイ    ⇒ エレクトロニクス

グラフェンのコーティングでリチウム電池の火災を防ぐ

  イリノイ大学シカゴ工学部の研究者らは、グラフェンが、リチウム電池の火災から酸素を奪う可能性があると報告しています。 リチウム電池が発火する理由には、急速なサイクルや充放電、電池内の高温などがあります。これらの条件は、電池内部の正極(ほとんどのリチウム電池の場合はリチウム含有酸化物、通常はリチウムコバルト酸化物)が分解して酸素を放出する原因となります。この酸素が、十分な高熱下で電解質を分解して放出された他の可燃性生成物と結合すると、自然発火が起こる可能性があります。 「酸素が正極から出て、電池内の他の可燃性生成物と混ざるのを防ぐ方法があれば、火災が発生する可能性を減らすことができると考えました」と、UIC工学部の機械・産業工学の准教授であり、論文の原著者であるReza Shahbazian-Yassar氏は述べています。 研究者たちはまず、グラフェンを化学的に変化させて導電性を持たせた。次に、コバルト酸リチウム正極電極の微粒子を導電性グラフェンで包みました。 彼らは、グラフェンで包んだ酸化リチウムコバルト粒子を電子顕微鏡で観察したところ、高熱下での酸素の放出が、包んでいない粒子に比べて大幅に減少していることを確認した。 次に、包んだ粒子を結合材で結合させて使用可能な正極を形成し、リチウム金属電池に組み込んだ。電池のサイクル中に放出される酸素を測定したところ、非常に高い電圧でも正極から酸素がほとんど放出されないことがわかりました。 リチウム金属電池は、200サイクル後も良好な性能を維持していた。 「同じ条件下で性能が約45%低下した従来のリチウム金属電池と比較して、ラップド正極電池は、急速サイクル後に容量が約14%しか低下しなかった」とSharifi-Asl氏は述べている。 「私たちの研究では、正極に使用することで酸素の放出を確実に抑えることができ、携帯電話から車まであらゆるものに電力を供給しているこれらのバッテリーの火災リスクを大幅に低減できる可能性があることを示しています」 Graphene coating could help prevent lithium battery fires