شارژ سریع دستگاههای الکترونیکی به کمک ابرخازن های سازگار با محیط زیست

به گزارش عاشق وب پژوهشگران آمریکایی، ابرخازن هایی سبک و سازگار با محیط زیست طراحی نموده اند که می توانند دستگاههای الکترونیکی را به سرعت شارژ کنند.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران “دانشگاه تگزاس ای &ام”(Texas A&M University)، ابزار جدیدی برای ذخیره انرژی ابداع نموده اند که در ساخت آن از گیاهان استفاده شده است و شاید در آینده نزدیک بتواند حتی خودرو های الکتریکی را طی چند دقیقه شارژ کند. به قول پژوهشگران، این ابزارها، انعطاف پذیر، سبک و مقرون به صرفه هستند.
دکتر “هونگ لیانگ”(Hong Liang)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ادغام مواد زیستی با ابزار ذخیره انرژی، تابحال کار پیچیده ای بوده چونکه کنترل خصوصیت های الکتریکی آنها که چرخه عمر و عملکرد آنها را تحت تأثیر قرار می دهد، دشوار است. همینطور روند ساخت مواد زیستی معمولا با مواد شیمیایی انجام می شود که خطرناک هستند. ما یک ابزار سازگار با محیط زیست برای ذخیره انرژی طراحی نموده ایم که عملکرد الکتریکی آن عالی است و می تواند به آسانی، به صورت ایمن و با هزینه بسیار پایین تر ساخته شود.
ابزار ذخیره انرژی معمولا در چارچوب باتری ها یا ابرخازن ها عرضه می شوند. باآنکه هر دو نوع این ابزار می توانند جریان های الکتریکی را هنگام نیاز عرضه کنند اما تفاوت هایی اساسی هم دارند. باتری ها می توانند شارژ زیادی را ذخیره کنند؛ در حالیکه ابرخازن ها در تولید میزان زیادی از جریان الکتریکی طی یک مدت کوتاه، کارآمدتر هستند. تولید این میزان الکتریسیته، به ابرخازن ها کمک می نماید تا ابزار را سریع تر شارژ کنند؛ در حالیکه باتری ها به فرصت بیشتری برای انجام دادن این کار نیاز دارند.
ابرخازن ها، ساختی درونی دارند که شباهت آن به خازن های پایه بیشتر است. هر دو ابزار، شارژ را روی صفحات فلزی یا الکترودها ذخیره می کنند اما ابرخازن ها را برخلاف خازن ها، می توان در اندازه ها، شکل ها و طرح های متفاوت ساخت. بعلاوه، الکترودهای ابرخازن می توانند با مواد متفاوتی ساخته شوند.
لیانگ و گروهش برای کار خود، از نانوذرات دی اکسید منگنز استفاده کردند تا یکی از دو الکترود ابرخازن را طراحی نمایند.
لیانگ افزود: دی اکسید منگنز، ارزان تر است و در مقایسه با اکسید دیگر فلزات مانند اکسید روتنیوم و یا روی که معمولا برای ساخت الکترودها مورد استفاده قرار می گیرند، فراوان تر است و ایمنی بیشتری دارد اما مشکل دی اکسید منگنز این است که رسانایی الکتریکی پایین تری دارد.
به گفته لیانگ، ابرخازن هایی که آنها ابداع نموده اند، بسیار سبک و انعطاف پذیر هستند. این خصوصیت ها، کاربرد آنها را بعنوان عناصر ساختاری ذخیره انرژی در ابزار گوناگون همچون وسایل نقلیه بالا می برد.
لیانگ اضافه کرد: ما در این پژوهش توانستیم با استفاده از یک روش کم هزینه، ابرخازن هایی مبتنی بر گیاهان بسازیم که عملکرد الکتروشیمیایی آنها عالی است. هدف ما این است که در آینده نزدیک با استفاده از عناصر طبیعی و بادوام، ابرخازن هایی بسازیم که صد در صد با محیط زیست سازگار هستند.
این پژوهش، در مجله “Energy Storage” به چاپ رسید.