ساخت نانوابرخازنی که 100 هزار بار شارژ می شود بدون اینکه خسته شود!
به گزارش کنکوری، محققان مؤسسه علوم و فناوری کره (KIST) با همکاری دانشگاه ملی سئول، موفق به توسعه ابرخازنی شده اند که محدودیت های فناوری های پیشین را پشت سر گذاشته و گامی بلند به سمت ذخیره سازی سریع، پرتوان و با ظرفیت بالا برداشته است؛ تحولی که می تواند آینده وسایل نقلیه برقی، پهپادها، روبات ها و دستگاههای پوشیدنی را دگرگون کند.
به گزارش کنکوری به نقل از ایسنا، درحالی که باتری ها در تأمین انرژی وسایل الکترونیکی نقشی کلیدی دارند، سرعت پایین شارژ و افت عملکرد در چرخه های طولانی، چالش هایی جدی برای صنایع مختلف بوجود آورده است. از طرفی، ابرخازن ها به علت سرعت شارژ بسیار بالا و دوام زیاد، جایگزینی امیدبخش به شمار می روند؛ اما پایین بودن چگالی انرژی آنها، کاربردهای بلند مدت را محدود کرده است.
حالا تیمی از محققان به سرپرستی دکتر بون چئول کو و دکتر سو گیون کیم از مرکز تحقیقات مواد کامپوزیت کربنی KIST، با همکاری پروفسور یوانژه پیائو از دانشگاه ملی سئول، موفق به ساخت ابرخازنی نوین با ترکیبی ابتکاری از نانولوله های کربنی تک دیواره (CNT) و پلی آنیلین (PANI) شده اند؛ پیشرفتی که هم توان بالا و هم ظرفیت انرژی بالا را همزمان ممکن می سازد.
در این فناوری، نانولوله های کربنی که به رسانایی بالای خود معروف هستند، به شکل شیمیایی و یکنواخت با پلی آنیلین که ماده ای ارزانقیمت و فرآیندپذیر است، در مقیاس نانو ترکیب شده اند. نتیجه این پیوند، ساختار فیبری پیشرفته ای است که هم انتقال الکترون ها و هم جابه جایی یون ها را بهبود می بخشد و در نهایت منجر به ابرخازنی با ظرفیت انرژی بالا و قدرت تخلیه سریع تر می شود.
این ابرخازن جدید توانسته است حتی بعد از ۱۰۰ هزار چرخه شارژ و تخلیه، عملکردی پایدار از خود نشان دهد و در محیط های با ولتاژ بالا هم دوام بیاورد. چنین خصوصیت هایی آنرا به گزینه ای مناسب برای جایگزینی یا تکمیل باتری ها تبدیل نموده است. بعنوان مثال در خودرو های برقی، این فناوری می تواند با شارژ سریع، انرژی را بشکلی مؤثر تأمین کند و در عین حال برد و کارآمدی خودرو را افزایش دهد.
افزون بر آن، به علت انعطاف پذیری مکانیکی بالای الیاف کامپوزیتی CNT-PANI، این ابرخازن ها قابلیت خم شدن و تا شدن دارند؛ خصوصیت ای که امکان استفاده از آنها را در ابزارهای پوشیدنی نسل آینده فراهم می سازد. حتی در کاربردهایی مانند رباتیک و پهپادها میتوان انتظار عملکرد مطمئن تر و زمان فعالیت طولانی تر داشت.
از دیگر نکات برجسته این پروژه، کاهش هزینه تولید و امکان پذیری تولید انبوه است. باآنکه نانولوله های کربنی تک دیواره خصوصیت هایی فوق العاده دارند، هزینه بالای تولید آنها همواره مانعی برای تجاری سازی شان بوده است. ترکیب این نانومواد با پلی آنیلین نه تنها هزینه ها را بشدت کاهش داده، بلکه امکان تولید ساده و در مقیاس بزرگ را هم فراهم آورده است. تیم تحقیقاتی حتی موفق شده اند ساختارهایی فیلم مانند از این تکنولوژی تولید کنند که گامی مهم به سمت صنعتی سازی است.
به نقل از ستاد نانو، دکتر کو در اینباره می گوید: این فناوری با ترکیب نانولوله های کربنی و پلیمرهای رسانا، نقطه ضعف های ابرخازن ها را برطرف کرده است. ما به توسعه و صنعتی سازی الیاف کربنی با عملکرد بسیار بالا ادامه خواهیم داد.
بدین ترتیب، ابرخازن جدید KIST می تواند نه تنها نیازهای روز افزون ذخیره سازی انرژی را پاسخ دهد، بلکه راه را برای گذار به جامعه ای کربن خنثی هموار کند. این فناوری می تواند در صنایع متعدد همچون خودرو های برقی، روبات ها و فناوری های پوشیدنی نقشی کلیدی ایفا کند و نویدبخش انقلابی در زمینه ذخیره سازی انرژی باشد.
منبع: كنكوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان کنکوری در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب کنکوری
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۲ بعلاوه ۵