Лос-Анджелестегі Калифорния университетінің (UCLA) ғалымдары мен мысырлық ғалымдар кездейсоқ алынған энергияны сақтаудың жаңа әдісін тапты. Күн, су және электр көліктері үшін жетіспейтін байланыс жылдам, шағын, биологиялық ыдырайтын батарея болуы мүмкін.

Пенициллин, тефлон, микротолқынды пештер, тіпті суперклей де кездейсоқ ойлап табылған. Ғасырдың ең маңызды кездейсоқ ашылуы болуы мүмкін графен суперконденсаторының уақыты келді — энергияның сақталуын толығымен өзгерте алатын жаңалық. Химик Ричард Канер бастаған Калифорния университетінің зерттеушілер тобы графен деп аталатын көміртекті материалдан парақтарды өндіру үшін коммерциялық DVD жазу құралын пайдаланды.

«Оқиға» Каир университетінің түлегі Махер Эль-Кади графеннің кішкене бөлігін жарықдиодты шамға жалғап, конструкцияның электр қуатының айтарлықтай мөлшерін сақтауға қабілетті суперконденсатор сияқты жұмыс істейтінін анықтаған кезде орын алды. Олардың лазерлік құрылымды графен суперконденсатор ретінде өте қолайлы, өйткені оның үлкен беті, граммына 1520 шаршы метр. Екі жыл бұрын FacePla.net беттерінде біз графеннің бірегей қасиетінің ашылғаны туралы жазған болатынбыз, ғылым бір орында тұрмайтынын білесіздер.

«Зерттеудің бастапқы кезеңдерінде біз компьютерлеріміздегі LightScribe DVD оттықтары арқылы графит оксидін графенге айналдыру әдісін ойлап таптық», — дейді Махер. «Микроскопиялық талдау өндірілген графеннің агломерациясыз жақсы қабыршақтанатынын көрсетті».

Лазер LightScribe технологиясын қолдана отырып, ашық атомдық құрылымы бар электродтарды жасайды, бұл электролит иондарының диффузиялық жолын азайтып, тығыздығы жоғары жылдам зарядтауға мүмкіндік береді.

«Сонымен қатар біз материалдың өте жоғары бетінің ауданы 1500 м2/г болатынын анықтадық, бұл жоғары сыйымдылықты зарядты сақтау үшін пайдалы», — деді Эль Кади.

«Сонымен қатар, алынған графен тамаша электр өткізгіштікке ие, бұл жоғары тығыздықтағы суперконденсаторлар үшін тағы бір негізгі қасиет. Біз бұл материал өнімділігі жоғары суперконденсаторлар үшін өте қолайлы болады деп сенеміз ».

Олардың зерттеу тобының идеясын көрсету үшін проф. Ричард Б. Канерге Эль Кади құрылғы жасап, оны жарықдиодты шамды жарықтандыру үшін пайдаланды.

«Құрылғы жасау үшін маған электролит қажет болды, ал аккумуляторлар мен суперконденсаторларды жасау біздің зертхананың негізгі міндеті емес болғандықтан, мен электролит сатып алуға тапсырыс беруге тура келді», — деп жалғастырады Эль Кади. «Алайда мен шабыт алғаным сонша, мен бәрін бірден жасағым келді. Сондықтан зертханада біраз іздегеннен кейін мен ескі электролит бөтелкесін таптым, менің ойымша, шамамен 10 жаста, бірақ мен бұл жұмыс істеуі керек деп ойладым. Мен құрылғыны жинап, бірнеше секунд ішінде зарядтадым. Бір қызығы, бұл жарық диодты шамды жағу үшін жеткілікті болды ».

Құрылғының сынақтары суперконденсатордың заряд циклінің жоғары тығыздығы мен тұрақтылығын сақтай отырып, әртүрлі электролиттерді пайдалану кезінде өте жоғары заряд тығыздығын көрсетті.

«Біз құрылғыны бастапқы мәндердің 97%-дан астамының барлық сипаттамаларын сақтай отырып, 10 000-нан астам зарядтау/разряд циклдарына сынақтан өткіздік», — дейді Эль Кади. «Бұл дәстүрлі қайта зарядталатын батареялардың 1000 циклінің қызмет ету мерзімінен біршама айырмашылығы бар».

Сондай-ақ команда 4 ай бойы құрылғыны далалық сынақтан өткізді, оның жұмысында нашарлау белгілері байқалмады.

«Біздің өнертабыс икемді энергия сақтау құрылғыларының мүлдем жаңа класына жол ашады деп сенеміз», — деп қосты ғалым. «Технология икемді компьютерлік дисплейлер, икемді пернетақталар, адам денесінің қозғалысынан алынатын энергияны жинайтын және сақтайтын киілетін электроника, сондай-ақ икемді электрлік күн панельдерімен бірге энергияны сақтау үшін икемді қуат көзі ретінде қосымшаларды табады. «

Барлығы біртүрлі ескі американдық ұшатын батпырауықтардан, кілттен және найзағай жарқылынан басталды. Және электр тоғымен толтырылған құмырамен аяқталады. Бенджамин Франклиннің Лейден құмырасы деп аталатын электр құмырасы бірінші электрлік конденсатор болып табылады.

Бұл қарапайым электронды элемент конденсатор ретінде белгілі. Лейден құмырасы конденсаторлардың кейбір перспективалы сипаттамаларын анық көрсетеді. Электрлік сақтау құрылғылары ретінде олар өте қарапайым. Мұны үйде шыны ыдыс пен алюминий фольгамен жасауға болады.

Конденсаторлар литий, никель-металл гидрид және басқа да химиялық аккумуляторларға қарағанда кейбір артықшылықтарға ие. Батареялар электр энергиясын химиялық энергиядан химиялық энергияға түрлендіреді. Бірақ конденсаторлар электр зарядын пластиналардың артқы жағында артық электрондар түрінде сақтайды.

Осылайша, конденсаторларда әдетте батареяда болатын қышқылдардың, сілтілердің және улы металдардың күйдіргіш қоспалары болмайды.

Сондай-ақ конденсаторлар бірнеше рет зарядталады және өте жылдам зарядталады. Тантал және электролиттік конденсаторлардың кейбірі осы мақаланы оқып жатқанда миллиондаған рет зарядталып, разрядталатын компьютеріңіздің ішінде болуы мүмкін.

Егер конденсаторлар соншалықты керемет болса, неге олар электромобильдерде, ноутбуктерде және ұялы телефондарда батареялардың орнына пайдаланылмайды? Мәселе мынада, конденсаторлар өте көп энергияны сақтай алмайды. Литий-ионды аккумуляторлар Лейден құмырасына ұқсайды, әдеттегі конденсаторға қарағанда 500 есе көп энергияны сақтай алады.

Бірақ Бенджамин Франклиннің күндерінен бері конденсаторлар жақсы жаққа өзгерді. Калифорниялық ғалымдар жасаған графен конденсаторы Лейден құмырасына қарағанда 4 миллион есе көп энергияны сақтайды
Графенді суперконденсатордың жұмыс кернеуі әлдеқайда төмен болғандықтан, сақталған энергия тығыздығы Лейден банкіне қарағанда 40 000 есе жоғары, бірақ бұл көрсеткіш химиялық батареядағы энергия тығыздығына әлдеқайда жақын.

Және бұл теңестіру бәрін өзгертуі мүмкін.

Бұл бейнені қараңыз және шағын, тиімді, биологиялық ыдырайтын энергия сақтау құрылғылары энергия сақтаудың болашағын өзгерте ала ма және әлемдегі қоршаған ортаны жақсарта ала ма, соны өзіңіз шешіңіз.

Құрметті оқырмандар, егер сізге талап арыздарды, шарттарды, шағымдарды, шағымдарды жасау қажет болса. Ауызша және жазбаша консультациялар. Сайттағы білікті әскери заңгер сізге көмектеседі. Азаматтық және әскери құқық. Тұрғын үй, отбасы, еңбек құқығы, мұрагерлік.

Дереккөз: facepla.net

{әлеуметтік}