ENGINEERINGNET.BE - Pacemakers zijn medische apparaten die ervoor zorgen dat iemands hart klopt zoals het hoort.
Als het hartritme niet goed is, geeft de pacemaker een stroomstoot af om het hart weer in het juiste ritme te krijgen.
De pacemaker houdt rekening met inspanning en geeft snellere pulsen als dat nodig is. Bijvoorbeeld wanneer je sport.
Voor deze elektrische pulsen heeft de pacemaker een condensator nodig die snel oplaadt en ontlaadt. Dit zorgt voor een elektrische lading die hoog genoeg is om het hart te resetten.
Onderzoeker Minh Duc Nguyen en zijn collega's van UTwente werken aan een nieuwe ontwerpstrategie voor deze condensatoren. Daarmee willen ze de energieopslag verbeteren, de hoeveelheid energie die verloren gaat bij elke keer opladen of ontladen verminderen en het aantal keren dat ze betrouwbaar kunnen opladen en ontladen verhogen.
"Het moet je hartslag kunnen bijhouden, dus ze moeten miljarden keren kunnen opladen en ontladen. Anders moet je de pacemaker elke paar maanden vervangen", legt Nguyen uit.
De nieuwe condensator bestaat uit meerdere dunne lagen van verschillende materialen. Door lagen toe te voegen, konden de onderzoekers de efficiëntie tot meer dan 90% verhogen.
Dit betekent dat er minder dan 10% van de elektrische lading verloren gaat tijdens het opladen. Dat is twee keer minder energieverlies vergeleken met de traditionele ontwerpen.
De condensator blijft werken onder veel verschillende temperaturen, van 25-200 °C, en kan tot tien miljard keer opladen en ontladen. Genoeg om dit een keer per seconde te doen voor meer dan 300 jaar.
De onderzoekers bedachten regels voor ontwerpoptimalisatie voor de combinatie van materialen die ze gebruikten. Deze regels zullen naar verwachting ook nuttig zijn voor het optimaliseren van andere meerlagige systemen.
Daarom zijn ze zeer relevant voor het verder verhogen van de hoeveelheid energie die de condensatoren kunnen opslaan.
Dit is een belangrijke stap op weg naar nog betere condensatoren. Niet alleen pacemakers, maar ook defibrillatoren en allerlei andere technologie, van radartechnologie tot elektrische voertuigen, hebben allemaal condensatoren nodig.
