ساخت نانوابرخازنی که بدون خستگی ۱۰۰ هزار بار شارژ می‌شود

در حالی که باتری ها نقش مهمی در تأمین تجهیزات الکترونیکی دارند ، به گفته گروه علمی IRNA در زمینه توسعه فناوری نانو ، افت عملکردهای جدی برای صنایع مختلف ایجاد کرده است.

از طرف دیگر ، ابرقهرمانان به دلیل سرعت شارژ زیاد و دوام ، جایگزینی امیدوار کننده است. اما تراکم انرژی کم آنها برنامه های طولانی مدت محدود دارد.

تیمی از محققان ، به سرپرستی Boncheol Ku و به همین ترتیب Gyun Kim از مرکز تحقیقات مواد کامپوزیت کربن Kist ، با همکاری دانشگاه ملی سئول ، موفق شده اند یک سوپراسپرت جدید را با ترکیبی نوآورانه از نانولوله های کربن تکمانی (CNT) و پولینیلین (PANI) بسازند که باعث ایجاد قدرت بالا و ظرفیت پر انرژی می شود.

در این فناوری ، نانولوله های کربن ، که به عنوان رسانایی بالای آنها شناخته می شوند ، از نظر شیمیایی و یکنواخت با پولینیلین ترکیب می شوند که یک ماده ارزان و قابل پردازش است.

نتیجه این پیوند یک ساختار فیبر پیشرفته است که هم انتقال الکترون ها و هم تغییر یون ها را بهبود می بخشد و در نهایت منجر به ابررسانا با ظرفیت بالا و قدرت تخلیه سریعتر می شود.

این ابررسانا جدید حتی پس از ۵۰۰۰ چرخه شارژ و تخلیه توانسته است عملکرد پایدار را انجام دهد و در محیط های ولتاژ بالا به طول انجامد.

چنین ویژگی هایی آن را به گزینه مناسب برای جایگزینی یا تکمیل باتری ها تبدیل می کند. به عنوان مثال ، در اتومبیل های برقی ، این فناوری می تواند به سرعت انرژی را شارژ کند ، در عین حال عملکرد و کارآیی خودرو را نیز افزایش می دهد.

علاوه بر این ، به دلیل انعطاف پذیری مکانیکی الیاف کامپوزیت CNT-PANI ، این ابر رایانه ها قادر به خم و تاشو هستند. ویژگی ای که به آنها امکان استفاده در ابزارهای پوشیدنی نسل بعدی را می دهد. حتی در برنامه هایی مانند رباتیک و هواپیماهای بدون سرنشین ، می توان انتظار عملکرد قابل اطمینان تر و زمان فعالیت طولانی تر را داشت.

سایر نکات برجسته این پروژه شامل کاهش هزینه های تولید و امکان سنجی تولید انبوه است. اگرچه نانولوله های کربن یکنواخت از ویژگی های بسیار خوبی برخوردار هستند ، اما هزینه بالای تولید آنها همیشه مانعی برای تجاری سازی بوده است. ترکیب این نانومواد با پلیینین نه تنها هزینه ها را به شدت کاهش می دهد ، بلکه تولید ساده و بزرگ را نیز امکان پذیر می کند. تیم تحقیقاتی حتی توانسته است ساختارهای شبیه به فیلم از این فناوری را تولید کند که این یک گام مهم در جهت صنعتی شدن است.

کو می گوید: “این فناوری نانولوله های کربن و پلیمرهای رسانا را برای از بین بردن نقاط ضعف ابرقهرمانان ترکیب کرده است.” ما به توسعه و صنعتی سازی الیاف کربن با عملکرد بسیار بالا ادامه خواهیم داد.

به همین ترتیب ، ابرقدرت جدید KIST نه تنها می تواند نیازهای روزافزون ذخیره انرژی را برآورده کند ، بلکه راه را برای انتقال به یک جامعه کربن هموار می کند. این فناوری می تواند نقش مهمی در صنایع مختلف از جمله اتومبیل های برقی ، روبات ها و فن آوری های پوشیدنی داشته باشد و نوید انقلابی در زمینه ذخیره انرژی کند.