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1. (WO2019032217) COILED AND TWISTED NANOFIBER YARNS FOR ELECTROCHEMICALLY HARVESTING ELECTRICAL ENERGY FROM MECHANICAL DEFORMATION
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Pub. No.: WO/2019/032217 International Application No.: PCT/US2018/039961
Publication Date: 14.02.2019 International Filing Date: 28.06.2018
IPC:
Applicants:
BOARD OF REGENTS, THE UNIVERSITY OF TEXAS SYSTEM [US/US]; 201 West 7th Street Austin, TX 78701, US
HANYANG UNIVERSITY [KR/KR]; System and Industry-University Cooperation Foundation 222 Wangsimni-ro Sageun-dong, Seongdong-gu Seoul 04763, KR
Inventors:
BAUGHMAN, Ray, H.; US
FANG, Shaoli; US
HAINES, Carter, S.; US
LI, Na; US
DI, Jiangtao; CN
KIM, Seon, Jeong; KR
KIM, Shi, Hyeong; KR
KIM, Keon, Jung; KR
MUN, Tae, Jin; KR
CHOI, Changsoon; KR
Agent:
GARSSON, Ross, Spencer; US
Priority Data:
62/526,18828.06.2017US
Title (EN) COILED AND TWISTED NANOFIBER YARNS FOR ELECTROCHEMICALLY HARVESTING ELECTRICAL ENERGY FROM MECHANICAL DEFORMATION
(FR) FILS DE NANOFIBRES SPIRALÉS ET TORSADÉS POUR RÉCUPÉRER DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE PAR VOIE ÉLECTROCHIMIQUE À PARTIR D'UNE DÉFORMATION MÉCANIQUE
Abstract:
(EN) Yarn energy harvesters containing conducing nanomaterials (such as carbon nanotube (CNT) yarn harvesters) that electrochemically convert tensile or torsional mechanical energy into electrical energy. Stretched coiled yarns can generate 250 W/kg of peak electrical power when cycled up to 24 Hz, and can generate up to 41.2 J/kg of electrical energy per mechanical cycle. Unlike for other harvesters, torsional rotation produces both tensile and torsional energy harvesting and no bias voltage is required, even when electrochemically operating in salt water. Since homochiral and heterochiral coiled harvester yarns provide oppositely directed potential changes when stretched, both contribute to output power in a dual-electrode yarn. These energy harvesters were used in the ocean to harvest wave energy, combined with thermally-driven artificial muscles to convert temperature fluctuations to electrical energy, sewn into textiles for use as self-powered respiration sensors, and used to power a light emitting diode and to charge a storage capacitor.
(FR) Cette invention concerne des fils récupérateurs d'énergie contenant des nanomatériaux conducteurs (tels que des fils récupérateurs d'énergie à nanotubes de carbone (NTC)), qui convertissent par voie électrochimique de l'énergie mécanique de traction ou de torsion en énergie électrique. Des fils spiralés étirés peuvent générer 250 W/kg de puissance électrique de crête lorsqu'ils sont soumis à un cycle jusqu'à 24 Hz, et peuvent générer jusqu'à 41,2 J/kg d'énergie électrique par cycle mécanique. Contrairement à d'autres récupérateurs, une rotation de torsion produit à la fois une récupération d'énergie de traction et de torsion et aucune tension de polarisation n'est requise, même lors d'un fonctionnement électrochimique dans de l'eau salée. Étant donné que les fils récupérateurs spiralés homo-chiraux et hétéro-chiraux fournissent des changements de potentiel dans des directions opposées lorsqu'ils sont étirés, les deux contribuent à délivrer de l'énergie dans un fil à deux électrodes. Ces récupérateurs d'énergie ont été utilisés dans l'océan pour récolter l'énergie des vagues, combinés à des muscles artificiels entraînés thermiquement pour convertir des fluctuations de température en énergie électrique, cousus dans des textiles destinés à être utilisés en tant que capteurs de respiration auto-alimentés, et utilisés pour alimenter une diode électroluminescente et charger un condensateur de stockage.
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Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)