جنرال لواء

يصنع العلماء مكثفًا فائقًا مرنًا عن طريق رش لوح بلاستيكي


طور المعهد الهندي للعلوم (IISc) مكثفًا فائقًا فعالاً مطبوعًا على ورقة بلاستيكية. التكنولوجيا خفيفة الوزن ومرنة مدمجة.

تتمتع المكثفات الفائقة بإمكانية استبدال البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية أو الهواتف المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة يومًا ما ، فهي تشحن بسرعة كبيرة وتعمل بكفاءة تقارب 100 بالمائة. ومع ذلك ، فهي ضخمة بشكل عام ولا يمكنها تخزين سوى كميات محدودة جدًا من الطاقة في المرة الواحدة.

كان التحدي الذي يواجه الباحثين هو تقليل الحجم مع زيادة الطاقة. كما أن إنتاجها باستخدام التقنيات الحالية مكلف وبطيء.

"يمكننا بالفعل طباعة هذه المكثفات الفائقة في أي مكان ، وعلى أي ركيزة ؛ وبالتالي يمكن تركيبها بسهولة على أي سطح تمامًا مثل رذاذ بسيط على الجدران."

شهد الاختراق الذي حققه المعهد الهندي للعلوم أن الباحثين ابتكروا مكثفًا فائقًا مرنًا من خلال تطوير تقنية طلاء بالرش لإضافة طبقات من المركبات النانوية الهجينة على لوح بلاستيكي قابل للانحناء. تعمل تقنية الطبقة المتناوبة على زيادة مساحة السطح وحركة الشحنات.

"يمكننا في الواقع طباعة هذه المكثفات الفائقة في أي مكان ، وعلى أي ركيزة ؛ وبالتالي يمكن تركيبها بسهولة على أي سطح تمامًا مثل رذاذ بسيط على الجدران" ، كما يقول المؤلف الكبير أبها ميسرا ، الأستاذ المساعد في قسم الأجهزة والفيزياء التطبيقية ، معهد الدراسات الإسماعيلية .

تستخدم المكثفات الفائقة الكهرباء الساكنة لتخزين الشحنات بدلاً من المواد الكيميائية السامة مثل البطاريات.

المكثفات لديها مجموعة واسعة من إمكانات التطبيق

تحتوي المكثفات الفائقة عادةً على قطبين مغموسين في إلكتروليت ويفصل بينهما عازل رفيع. عندما يتم شحن الأقطاب الكهربائية ، يتم إنشاء مجال كهربائي بينهما ، مما يسمح بتخزين الطاقة. تتولد شحنة أكبر عندما يكون للأقطاب مساحة سطح أكبر.

تعمل المكثفات الفائقة جيدًا في الحالات التي تكون فيها الحاجة إلى انفجار سريع للطاقة مثل تشغيل مصباح يدوي ، أو كمكابح ديناميكية في السيارات والقطارات والمصاعد. حاليًا ، لا يمكن للمكثفات الفائقة التنافس مع البطاريات في معظم التطبيقات.

يزن المكثف الفائق 40 ضعف وزن البطارية العادية بنفس الشحن. تعمل التقنية الجديدة التي طورها المعهد الهندي للعلوم على رش طبقات متناوبة رقيقة من الأنابيب النانوية الكربونية المطلية بـ MnO2 (CNTs) وأكسيد الجرافين المخفض (rGO) المكدس فوق قناع من الفولاذ المقاوم للصدأ ملتصق على لوح بلاستيكي قياسي من مادة PET.

توفر تقنية الاختراق سعة تخزين أكبر من المكثفات الفائقة الحالية

يزيد هذا النمط من مساحة السطح ويضع المواد أيضًا للسماح للشحنة بالتحرك بكفاءة. حتى الآن ، أثبتت النتائج أن لديها سعة تخزين أكبر من المكثفات الفائقة الحالية.

ومن المثير للاهتمام أن ثني الورقة المطبوعة لم يؤثر على أدائها مما يعني أن هذا النوع من تقنية بناء المكثفات الفائقة له إمكانات في تطبيقات تخزين الطاقة. يمكن الاطلاع على التفاصيل الكاملة للبحث في مجلة ACS Applied Materials and Interfaces.


شاهد الفيديو: 18 من حيل طلاء الجدران وأفكار الديكور ستكون ممتنا لها (شهر نوفمبر 2021).