ابداع یک ابرخازن انعطاف پذیر با عملکردی منحصر به فرد

گروهی از دانشمندان انگلیسی و برزیلی، نوع جدیدی از ابرخازن را ابداع نموده اند که انعطاف پذیر است و دوام بالایی دارد.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، گروهی از دانشمندان “دانشگاه سارِی” (University of Surrey) انگلستان و “دانشگاه فدرال پلوتاس” (UFPel) در برزیل موفق شده اند نوع جدیدی از ابرخازن را ابداع کنند که انعطاف پذیری و دوام مورد نیاز برای به کار رفتن در کفش و لباس را دارد. این پیشرفت، از یک روش ساخت جدید کمک می گیرد که یک دستگاه ذخیره انرژی نازک را تولید می کند که می توان آنرا خم کرد تا در عین حال که از شکل ابتدایی خود خارج می شود، عملکرد چشم گیر خودرا نیز حفظ کند.
ابرخازن ها برای ذخیره انرژی، دارای توانایی های منحصر به فردی هستند. بااینکه باتری های فعلی می توانند مقادیر زیادی از انرژی را ذخیره کنند و آنرا در چرخه های نسبتا طولانی آزاد کنند اما شارژ شدن آنها زمان زیادی می برد. ابرخازن ها در شکل فعلی خود نمی توانند انرژی زیادی را نگه دارند اما می توانند با سرعت بیشتری شارژ شوند و انرژی خودرا در فوران های کوتاهی آزاد کنند.
این ویژگی، ابرخازن ها را به یک فناوری جذاب برای کاربردهای خاص تبدیل می کند؛ خصوصاً اگر بتوانند شکل انعطاف پذیر و کششی داشته باشند. دانشمندان حالا با بهره گیری از نانومواد کربنی بعنوان نقطه آغاز، به پیشرفتی دراین زمینه دست یافته اند.
این گروه پژوهشی، نانولوله های کربنی را روی یک ماتریس پلیمری مبتنی بر سیلیکون قرار دادند و سپس آنرا در ماده ای موسوم به “پلی آنیلین” (polyaniline) پوشاندند. این پلیمر رسانا بوسیله فرآیندی موسوم به “شبه ظرفیت” (Pseudocapacitance)، توانایی فوق العاده ای را برای ذخیره انرژی ارائه می دهد و در عین حال، سطح بالایی از یکپارچگی مکانیکی را نیز فراهم می آورد.
این ابرخازن نازک در آزمایش ها توانست ۷۶ درصد از ظرفیت خودرا بعد از ۵۰۰۰ چرخه شارژ و ۸۰ درصد از خاصیت های الکتروشیمیایی خودرا در زوایای مختلف حفظ کند. علاوه بر این، روش ساخت جدیدی که این گروه پژوهشی ارایه داده اند، نسبت به سایر روش های استاندارد، ارزان تر است و به زمان کمتری نیاز دارد.
پروفسور “راوی سیلوا” (Ravi Silva)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ابرخازن ها برای اطمینان یافتن از اینکه فناوری های ۵G و ۶G به پتانسیل کامل خود می رسند، بسیار مهم هستند. ابرخازن ها می توانند طول عمر فناوری های پوشیدنی را بالا برند و هنگامی که به نقش آنها در وسایل نقلیه خودران و سنسورهای هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی فکر کنید، خواهید دید که می توانند به صرفه جویی در مصرف انرژی کمک کنند و تحولی را دراین زمینه پدید آورند. به همین دلیل، مهمست که ما روشی کم هزینه و سازگار با محیط زیست را برای تولید این فناوری فوق العاده امیدوارکننده ذخیره انرژی ایجاد نماییم. آینده ابرخازن ها یقینا روشن است.
این پژوهش، در مجله “Nanoscale” به چاپ رسید.