Superkapasitor mikro kecil untuk perangkat yang dapat dikenakan
Innovation

Superkapasitor mikro kecil untuk perangkat yang dapat dikenakan


On-chip UHD SS – MSCs sebagai sumber daya unit-unit. Kredit: Profesor Sang-Young Lee, UNIST

Sebuah mikrosuperkapasitor kecil (MSC) yang berukuran sekecil sidik jari seseorang dan dapat diintegrasikan langsung dengan sebuah chip elektronik telah dikembangkan. Ini telah menarik perhatian besar sebagai teknologi baru untuk memimpin era Internet of Things (IoT) karena dapat digerakkan secara independen ketika diterapkan pada komponen elektronik individu.

Melalui studi tersebut, Profesor Sang-Young Lee dan tim penelitiannya di Sekolah Energi dan Teknik Kimia di UNIST telah meluncurkan kelas baru MSC solid-state kepadatan nomor areal ultra tinggi (UHD SS – MSCs) pada chip melalui elektrohidrodinamik (EHD ) pencetakan jet. Menurut tim peneliti, ini adalah studi pertama yang mengeksploitasi pencetakan jet EHD di MSC.

Superkapasitor (SC), juga dikenal sebagai ultracapacitor, dapat menyimpan lebih banyak energi daripada kapasitor biasa. Manfaat superkapasitor termasuk memiliki pengiriman daya yang tinggi dan siklus hidup yang lebih lama dibandingkan dengan baterai sekunder berbasis litium. Secara khusus, ini dapat diproduksi sekecil lebar sidik jari seseorang melalui proses pembuatan semikonduktor, dan dengan demikian dapat juga berlaku untuk perangkat yang dapat dikenakan dan internet of things (IoT).

Namun, karena panas yang dihasilkan dalam proses manufaktur dapat menyebabkan penurunan karakteristik kelistrikan superkapasitor, sulit untuk menghubungkannya secara langsung ke komponen elektronik. Selain itu, metode fabrikasi yang menggabungkan superkapasitor dengan komponen elektronik melalui teknik cetak inkjet juga memiliki kelemahan yaitu presisi yang lebih rendah.

Superkapasitor mikro kecil untuk perangkat yang dapat dikenakan

Superkapasitor mikro kecil (MSC) sekecil sidik jari seseorang. Kredit: Profesor Sang-Young Lee, UNIST

Tim peneliti memecahkan masalah ini menggunakan pencetakan jet EHD, teknik pola resolusi tinggi dalam mikroelektronika. Pencetakan jet EHD menggunakan elektroda dan elektrolit untuk tujuan pencetakan yang mirip dengan pencetakan inkjet konvensional, namun dapat mengontrol cairan yang dicetak dengan medan listrik.

“Kami mampu memproduksi hingga 54,9 unit sel per sentimeter persegi (cm2) melalui teknik pencetakan jet elektro-hidrodinamik, dan dengan demikian output 65,9 volt (V) dicapai di area yang sama, “kata Kwonhyung Lee (Gabungan MS / Ph.D. Energi dan Teknik Kimia, UNIST), penulis pertama dari penelitian ini.

Tim juga berhasil membuat 36 unit sel pada sebuah chip (luas = 8,0 mm × 8,2 mm, 54,9 sel cm−2) dan tegangan operasi areal (65,9 V cm−2) yang jauh melampaui MSC yang dilaporkan sebelumnya yang dibuat dengan teknik pencetakan. Selain itu, setelah terpapar suhu panas (80 derajat C), sel-sel ini mempertahankan profil voltametri siklik (CV) normal, dan dengan demikian telah terbukti dapat menahan panas berlebih yang dihasilkan selama pengoperasian komponen elektronik yang sebenarnya. Selain itu, baterai ini dapat menyediakan suplai daya yang disesuaikan, karena dapat dihubungkan secara seri atau paralel.

“Dalam studi ini, kami telah mendemonstrasikan pada chip UHD SS – MSC yang dibuat melalui pencetakan jet EHD,” kata Profesor Lee. “UHD SS-MSCs on-chip yang disajikan di sini sangat menjanjikan sebagai teknologi platform baru untuk sumber daya monolitik miniatur dengan desain yang disesuaikan dan sifat elektrokimia yang dapat disesuaikan.”


Studi baru menyajikan baterai Li-S bipolar yang dicetak dengan semua solid-state


Informasi lebih lanjut:
Kwon-Hyung Lee dkk. Ultrahigh areal number density solid-state on-chip microsupercapacitors melalui pencetakan jet elektrohidrodinamik, Kemajuan Sains (2020). DOI: 10.1126 / sciadv.aaz1692

Disediakan oleh Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan

Kutipan: Superkapasitor mikro kecil untuk perangkat yang dapat dikenakan (2020, 3 November) diambil pada 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-tiny-micro-supercapacitor-wearable-devices.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel