ه گزارش سرويس علمي ايسنا، پژوهشگران مي‌دانند که اگر در خودروها از ابرخازن‌ها استفاده کنند، صرفه اقتصادي مصرف سوخت افزايش مي‌يابد، دليل اين امر آن است که ابرخازن‌ها قادرند انرژي بيشتر و سريع‌تري را نسبت به باتري‌ها ايجاد کنند. با استفاده از ابرخازن‌ها مي‌توان انرژي را در طول ترمز‌هاي شديد ذخيره کرد، اين در حالي است که باتري‌ها به دليل سرعت کم در جذب انرژي، مقادير زيادي از انرژي را در حين ترمز گرفتن از دست مي‌دهند.

«راجش راجاماني»، استاد رشته مهندسي مکانيک در دانشگاه مينه‌سوتا مي‌گويد: باتري‌ها نمي‌توانند خيلي سريع انرژي را جذب يا توليد کنند. زماني که ترمز شديد گرفته مي‌شود، ترمز الکترومغناطيسي نمي‌تواند باتري را شارژ کند تا فرايند کاهش سرعت به تندي اتفاق افتد، اما ابرخازن‌ها قادرند هم انرژي را سريع جذب و هم سريع آزاد كنند. يکي از مشکلات محققان، يافتن جايي در زير کاپوت براي قرار دادن ابرخازن‌ها است. يکي از دلايل حجيم بودن ابرخازن‌ها اين است که در توليد آنها از الکتروليت‌هاي سمي استفاده شده که بايد کاملا محافظت شوند، اين مواد بسيار سمي و جاگير هستند.

براي حل اين مشکل، محققان دانشگاه مينه‌سوتا با همکاري همتايان خود در دانشگاه تگزاس شمالي موفق شدند ابرخازني را طراحي کنند که کاملا حالت جامد است و نياز به مواد محافظ ندارد. اين ابرخازن کاملا انعطاف‌پذير و نازک بوده، به‌ طوري که مي‌توان آن را در هر کجاي خودرو قرار داد.

«راجاماني» مي‌گويد: خودروهاي ترکيبي امروزي از ابرخازن استفاده نمي‌کنند، گروه‌هاي زيادي به ‌دنبال استفاده همزمان از ابرخازن و باتري هستند. ما توانستيم ابرخازن کوچکي بسازيم که نياز به فضاي زيادي ندارد. در اين ابرخازن از نخ پنبه‌اي داراي پوشش نانولوله‌هاي کربني به‌ عنوان الکترود و از يک پليمر جامد به‌ عنوان الکتروليت استفاده شده است.

براي تهيه اين کامپوزيت، محققان نخ را درون محلول اسيدي حاوي نانولوله غوطه‌ور مي‌کنند. الکتروليت مورد استفاده در ابتدا محلول است، اما بعد از غوطه‌ور کردن نخ و بخار شدن آب، به‌ صورت الکتروليت جامد درمي‌آيد.

نتايج تست‌ها نشان داد که اين ابرخازن مي‌تواند بيش از سه ولت شارژ شود که رقم بالايي محسوب مي‌شود. بزرگترين مشکل اين ابرخازن مقاومت بالاي آن است که موجب مي‌شود دانسيته انرژي کل پايين آمده، بنابراين نرخ شارژ مجدد کاهش يابد. دليل اين امر احتمالا مقاومت بالاي الکترود نانولوله کربني است. محققان فکر مي‌‌کنند اگر سطح نخ را با نانولوله‌هاي بيشتري پوشش دهند، احتمالا اين مقاومت کاهش يابد.

نتايج اين تحقيق در نشريه «Applied Physics Letters» به چاپ رسيده است.

نوشته شده توسط محمد صادق کریمی در پنجشنبه سی و یکم فروردین ۱۳۹۱ |