في دراسة كيميائية تاريخية جديدة ، يصف الباحثون كيف حققوا أعلى مستوى من تخزين الطاقة – المعروف أيضًا باسم السعة – في مكثف فائق تم تسجيله على الإطلاق.
الدراسة ، التي قادها لويس إيتشيجوين ، دكتوراه ، أستاذ فخري في جامعة تكساس في إل باسو ، ودكتوراه مارتا بلونسكا-بريزينسكا ، من جامعة بياليستوك الطبية ، بولندا ، ظهرت مؤخرًا في مجلة التقارير العلمية.
المكثفات الفائقة هي الأجهزة التي تخزن الطاقة الكهربائية بين لوحين معدنيين قريبين من بعضهما البعض، ولكن يفصل بينهما سطح لا يمكنه توصيل الكهرباء.
تشبه المكثفات الفائقة البطاريات ، باستثناء أن البطاريات تخزن وتسترد الطاقة باستخدام التحولات الكيميائية، بينما تخزن المكثفات الطاقة باستخدام أسطح مشحونة عكسيا، غالبًا ما تستخدم في الآلات التي تتطلب تفريغًا سريعًا للطاقة ، مثل السيارات الكهربائية والحافلات والقطارات والرافعات.
قال إيتشيجوين، عضو هيئة التدريس منذ فترة طويلة في قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية في UTEP: “هذه خطوة كبيرة للأمام وتقربنا من تحقيق مكثفات فائقة ذات كثافة طاقة عالية ، والتي من شأنها أن تغير بشكل جذري كيفية تخزين وإدارة الطاقة”، مضيفا “أنا فخور جدًا بأن أكون جزءًا من الفريق الذي وصل إلى هذا الإنجاز.”
تمتلك المكثفات الفائقة إمكانات عالية لأنها يمكن أن تشحن أسرع بكثير من البطاريات – في غضون ثوانٍ إلى أجزاء من الثانية ، وفقًا لـ Echegoyen، لا يمكن للمكثفات الفائقة الحالية تخزين سوى كمية قليلة من الطاقة، مما يحد من نطاق تطبيقاتها المحتملة.
إذا كان من الممكن تصميم المكثفات الفائقة لتخزين المزيد من الطاقة، فستكون أخف وزنًا ماديًا وستشحن أسرع بكثير من البطاريات، مما سيكون له تأثير تجاري كبير، وفقًا للعلماء.
حقق المكثف الفائق الجديد الذي صممه Echegoyen و Plonska-Brzezinska مستوى قياسيًا من التخزين ، أو السعة ، باستخدام مادة ذات بنية أساسية من الكربون “nano-onion” ، والتي تخلق مسامًا متعددة تسمح بتخزين قدر أكبر من الطاقة.
قال روبرت كيركين ، دكتوراه ، عميد كلية العلوم UTEP: “أنا سعيد جدًا برؤية هذا البحث المبتكر يحظى بالاهتمام الذي يستحقه”، “هذا دليل آخر على التميز الأكاديمي والبحثي من قبل أعضاء هيئة التدريس هنا في UTEP.”
