استفاده از گرافن در ساخت نوع جدیدی از ابرخازن‌ها

طبق اعلام اتحادیه انرژی بادی آمریکا، نصب توربین‌های بادی در آمریکا در سال 2007 حدود 45 درصد رشد داشته‌است که در صورت ادامه یافتن این روند کل تولید انرژی فقط از طریق توربین‌های بادی ظرف 20 سال آینده چیزی معادل کل تولید برق تمام منابع تولید برق در سال 2007 خواهد بود؛ اما آنچه این روند را با چالش روبه‌رو می‌کند چگونگی ذخیره برق تولید‌شده است.

به گزارش سرویس فن‌اوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، در حال حاضر، ذخیره برق به دو شیوه عمده انجام می‌شود؛ یکی استفاده از باتری‌های قابل شارژ و دیگری ابرخازن‌ها. با توجه به مزایای فراوان ابرخازن‌ها؛ از قبیل قابلیت بیشتری که در ذخیره برق دارند؛ سبکی و طو ل عمر بیشتر، محدوده دمایی گسترده‌تر، انعطاف‌پذیری بیشتر در بسته‌بندی و نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری، کاربرد گسترده‌ای در ذخیره و تولید انرژی دارند. از این دستگاه‌ها یا مستقیماً استفاده شده و یا اینکه به‌عنوان منبع تغذیه‌های اولیه و یا همراه با باتری و پیل‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در همین مسیر دانشمندان دانشگاه تگزاس آمریکا به دستاوردی جدید در زمینه ذخیره انرژی الکتریکی در این ابرخازن‌ها دست یافتند. آنها موفق شدند با استفاده از ساختارهای گرافنی(نوعی کربن است) میزان ذخیره انرژی الکتریکی را در ابرخازن‌های معمولی تا دو برابر افزایش دهند و به این ترتیب امکان استفاده گسترده از منابع تجدیدپذیر مثل باد و انرژی خورشیدی در تولید برق ‌ـ که سابق بر این به‌دلیل مشکل ذخیره انرژی امکان‌پذیر نبود‌ ـ فراهم می‌شود.

دکتر راد روف، استاد مهندسی مکانیک و متخصص شیمی فیزیک، در این باره می‌گوید:«در این شیوه جدید جریان الکتریکی ایجادشده، بر اثر ذخیره و رها شدن سریع بارها روی صفحات گرافنی می‌تواند تا دو برابر جریان تولیدشده در شیوه‌های معمولی ذخیره انرژی افزایش یابد.»

آنها با تهیه نوع کاملاً اصلاح‌شده‌ای از گرافن و استفاده از چندین نوع الکترولیت معمولی، موفق به ساخت پیل‌های ابرخازنی گرافنی شدند.

این روش به گونه‌ای طراحی شده بود که تمام سطح کربنی با الکترولیت در تماس باشد، همچنین مساحت سطح 2630 m2/g، به معنای آن است که بیشتر شدن بارهای مثبت و منفی در الکترولیت می‌تواند لایه‌ای را روی صفحات گرافنی تشکیل داده، منجر به ایجاد ذخیره باری استثنایی شود.

به کمک این فن‌آوری کارایی و عملکرد خودروها، اتوبوس‌ها، قطارهای شهری و بین شهری هیبریدی و برقی بهبود می‌یابد.

حتی وسایل مصرفی روزانه ادارات مانند دستگاه‌های تکثیر یا تلفن‌های همراه نیز از این فن‌آوری بی‌بهره نخواهند بود.

به گزارش ستاد ویژه توسعه فن‌اوری نانو، این محققان امیدوارند به‌زودی توربین‌های بادی زیادی در آمریکا و سایر نقاط جهان کار گذاشته شده، از آنها در تأمین انرژی الکتریکی استفاده شود.

گفتنی است نتایج یافته‌های این دانشمندان در شماره 8 اکتبر نشریه Nano Letters منتشر شد.

انتهای پیام

/ 0 نظر / 8 بازدید