elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Structure-Integrated Thin-Film Supercapacitor as a Sensor

Petersen, Jan und Kube, Alexander und Geier, Sebastian und Wierach, Peter (2022) Structure-Integrated Thin-Film Supercapacitor as a Sensor. Sensors. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/s22186932. ISSN 1424-8220.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/18/6932

Kurzfassung

Today, aircraft composite structures are generally over-dimensioned to avoid catastrophic failure by unseen damages. This leads to a higher system weight and therefore an unwanted increase in greenhouse gas emissions. To reduce this parasitic mass, load monitoring can play an important role in damage detection. Additionally, the weight and volume of future aircraft structures can also be reduced by energy storing and load carrying structures: so-called power composites. In this study a novel method of combining both approaches for maximum weight reduction is shown. This is achieved by using power composites as load monitoring sensors and energy suppliers. Therefore, supercapacitors are integrated into fiber reinforced polymers and are then used to investigate the mechanical load influence. By using four-point bending experiments and in situ electrochemical impedance spectroscopy, a strong relation between the mechanical load and the electrochemical system is found and analyzed using a model. For the first time, it is possible to detect small strain values down to 0.2% with a power composite. This strain is considerably lower than the conventional system load. The developed model and the impedance data indicate the possibility of using the composite as an energy storage as well as a strain sensor.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188339/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Structure-Integrated Thin-Film Supercapacitor as a Sensor
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Petersen, JanJan.Petersen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4436-102XNICHT SPEZIFIZIERT
Kube, AlexanderAlexander.Kube (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8042-326XNICHT SPEZIFIZIERT
Geier, SebastianSebastian.Geier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wierach, PeterPeter.Wierach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0852-9112144717161
Datum:13 September 2022
Erschienen in:Sensors
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.3390/s22186932
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1424-8220
Status:veröffentlicht
Stichwörter:power composite; structural supercapacitor; strain sensor; multifunctional material; thin film; carbon electrode; composite structure; energy storage
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
Hinterlegt von: Petersen, Jan
Hinterlegt am:26 Sep 2022 08:12
Letzte Änderung:19 Okt 2023 13:06

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.