محققان ابرخازن انعطاف پذیر با توانایی ذخیره سازی بالا ساختند

به گزارش مجله وبلاگ فروش، پژوهشگران با استفاده از نانوورق ها و مهندسی منحصر به فرد، پیروز به ساخت دستگاه هایی با قابلیت ذخیره سازی انرژی و انعطاف پذیری بالا شدند.

محققان ابرخازن انعطاف پذیر با توانایی ذخیره سازی بالا ساختند

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، بعضی از وسایل الکترونیکی می توانند در محصولات پوشیدنی، تجهیزات پزشکی و روبات های نرم استفاده شده، خم شوند، پیچ خورده و کشیده شوند. در حالی که مدار های این دستگاه ها به طور فزاینده ای قابل انعطاف شده اند، باتری ها و ابرخازن هایی که آن ها را تغذیه می نمایند هنوز سفت هستند.

به تازگی محققان در نشریه Nano Letters یک ابرخازن انعطاف پذیر با الکترود های ساخته شده از کاربید تیتانیوم چین دار، نوعی نانومواد MXene، را گزارش نموده اند که توانایی ذخیره و انتشار بار های الکترونیکی را پس از کشش های مکرر حفظ نموده است.

یکی از چالش های اصلی تجهیزات الکترونیکی قابل انعطاف این است که باید بر ماهیت سفت و انعطاف ناپذیر اجزای ذخیره انرژی، باتری ها و ابرخازن ها غلبه کرد. ابرخازن هایی که از الکترود های ساخته شده از کاربید های فلزی انتقالی، کربن نیترید ها یا نیتریدها، به نام MXenes استفاده می نمایند، دارای خواص الکتریکی مطلوبی برای دستگاه های قابل انعطاف و قابل حمل مانند شارژ سریع هستند.

MXenes های دوبعدی می توانند نانوصفحه های چند لایه ایجاد نمایند و سطح وسیعی را برای ذخیره انرژی هنگام استفاده در الکترود ها فراهم نمایند. با این حال، محققان همواره مجبور بودند از پلیمر ها و نانومواد دیگر استفاده نمایند تا این نوع الکترود ها در هنگام خم شدن شکسته نشوند، که این امر باعث کاهش ظرفیت ذخیره الکتریکی آن ها می گردد.

بنابراین، دشنگ کنگ و همکارانش می خواستند ببینند آیا تغییر شکل یک فیلم کاربید تیتانیوم MXene بکر به شکل برجستگی های شبیه آکاردئون، خواص الکتریکی الکترود را حفظ می نماید و در عین حال انعطاف پذیری و کشش پذیری را به یک ابرخازن می افزاید.

آن ها پودر کاربید آلومینیوم تیتانیوم را با اسید هیدروفلوریک ترکیب نموده تا ساختار کاربید آلومینیوم تیتانیوم به صورت ورقه ورقه در آمده و لایه های نانوورق کاربید تیتانیوم خالص به صورت یک فیلم با بافت تقریباً صاف روی فیلتر به دست آید. سپس آن ها این فیلم را روی قطعه ای از الاستومر اکریلیک از پیش کشیده قرار دادند که 800 درصد میزان اولیه آن بود. هنگامی که محققان این پلیمر را آزاد کردند، به حالت اولیه خود عایدی و نانوصفحات چسبیده در چین و چروک هایی شبیه آکاردئون مچاله شدند.

در آزمایش های اولیه، این تیم تحقیقاتی دریافتند برترین الکترود از یک فیلم با ضخامت 3 میکرومتر ساخته شده است که می تواند بدون آسیب دیدگی و بدون تغییر در توانایی ذخیره بار الکتریکی، به طور مکرر کشیده و شل گردد. محققان از این ماده برای ساختن یک ابرخازن با ساندویچ کردن یک الکترولیت ژل پلی وینیل (الکل) اسید سولفوریک بین یک جفت الکترود کاربید تیتانیوم قابل کشش استفاده کردند.

این دستگاه دارای ظرفیت بالا، قابل مقایسه با ابرخازن های مبتنی بر MXene است که به وسیله محققان دیگر پیشرفته است، اما بعلاوه دارای قابلیت کشش فوق العاده تا 800 درصد بدون ترک خوردن ورق های نانویی است. این دستگاه تقریباً 90 درصد از ظرفیت ذخیره انرژی خود را پس از 1000 بار کشش، خم شدن یا پیچ خوردن، حفظ کرد. محققان می گویند ذخیره سازی عالی انرژی و پایداری الکتریکی این ابرخازن آن را برای دستگاه های ذخیره سازی انرژی انعطاف پذیر و سیستم های الکترونیکی پوشیدنی مجذوب کننده نموده است.

bestcanadatours.com: مجری سفرهای کانادا و آمریکا | مجری مستقیم کانادا و آمریکا، کارگزار سفر به کانادا و آمریکا

abanhome.com: گروه ساختمانی آبان: بازسازی ساختمان و تعمیرات جزئی و کلی و طراحی ویلا و فضای سبز و روف گاردن، طراحی الاچیق، فروش درب های ضد سرقت

منبع: خبرگزاری دانشجو
انتشار: 10 آبان 1400 بروزرسانی: 10 آبان 1400 گردآورنده: sale-blog.ir شناسه مطلب: 14022

به "محققان ابرخازن انعطاف پذیر با توانایی ذخیره سازی بالا ساختند" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "محققان ابرخازن انعطاف پذیر با توانایی ذخیره سازی بالا ساختند"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید