جزیره دانش- فناوری و مهندسی
اندوختن انرژی در کاغذ به کمک نانولوله‌های کربنی

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: 1386/5/27 | 

  کاغذ اشباع شده با نانولوله‌های کربنی که انرژی در خود اندوخته می‌کند، در آمریکا به نمایش گذاشته شد. پژوهشگران می‌گویند این کاغذ را، که به آسانی خم می‌شود و تا می‌خورد، می‌توان در ابزارهای الکترونیک انعطاف‌پذیر به کار برد.

  پژوهشگران آمریکایی با پیوند زدن یک باتری و یک خازن درست شده از این کاغذ، توانسته‌اند یک منبع انرژی بسازند. خازن به مانند باتری است فقط به جای آن که برای اندوختن و آزادکردن انرژی به واکنش شیمیایی استوار باشد، روی مجموعه‌ای از صفحه‌های هدایت‌کننده که با عایق از هم جدا شده‌اند، بار الکتریکی تولید می‌کند.
  خازن‌های کنونی نمی‌توانند انرژی زیادی در خود اندوخته سازند، اما این پژوهشگران آزمایش خود را با ابرخازن‌هایی آغاز کردند که با به کار بردن نانولوله‌های کربنی به عنوان الکترود درست شده‌اند. بر سطح زیاد این نانولوله‌ها مقدار بیشتری بار الکتریکی اندوخته می‌شود.
  انعطاف‌پذیر بودن
  برای آن که ابرخازن ساخته شده از نانولوله‌ی کربنی را انعطاف‌پذیر سازند، ویکتور پوشپرج و همکارانش نخست نانولوله‌ها را با به کار بردن مواد شیمیایی استاندارد روی بستر سیلیکونی رشد دادند. سپس مخلوط سلولز گیاهی و کلرید را حل کردند و آن را بین نانولوله‌ها ریختند. پس از برداشتن آن از بستر سیلیکونی تکه‌ای کاغذ داشتند به کلفتی چند دهم میکرومتر که نانولوله‌های کربنی از یک سوی آن بیرون زده بودند.
  برای ساختن ابرخازن، دو برگ از این کاغذ پشت به پشت هم چسبانده شد به گونه ای که نانولوله‌ها بیرون زده بودند و برگه‌ی آلومینیومی که هر دو طرف آن به عنوان گردآور جریان پوشش داده شده بود، بین آن‌ها بود. هنگامی که جریان را برقرار کردند، در کاغذ بار اندوخته شد، زیرا نانولوله‌های کربنی به صورت الکترود و سلولز به صورت عایق رفتار می‌کرد.
  سپس پژوهشگران روش مشابهی را به کار بردند تا باتری انعطاف‌پذیر بسازند. آن‌ها تکه‌ای از کاغذ پوشش داده شده با نانولوله‌های کربنی را به عنوان کاتود به کار بردند و لایه‌ای از لیتیوم را روی طرف دیگر آن بخار کردند تا طرف دیگر آن به صورت آنود رفتار کند. بار دیگر آن‌ها را بین لایه‌های برگه‌ی آلومینیومی ساندویچ کردند که به عنوان گردآور جریان عمل می‌کند.
  دستگاه پیوندی
  سرانجام، با گذاشتن لایه به لایه‌ی ابرخازن و باتری‌های لیتیوم- آیون، توانستند دستگاهی بسازند که در آن باتری‌ها ابرخازن‌ها را باردار می‌کنند.
  پوشپرج می‌گوید که این کاغذ انعطاف‌پذیر را می‌توان برای فراهم‌کردن برق مورد نیاز صفحه‌های نمایشگر پلاستیکی به کار برد.
  باوجود این، ابرخازن‌ها و باتری‌ها در این آزمایش هنوز به اندازه‌ی کافی انرژی تولید نمی‌کنند تا با باتری‌های معمولی رقابت کنند. پوشپرج می‌گوید که گام دیگر توسعه‌ی فرمول‌های متفاوتی از سلولز و الکترولیت است که توان اندوختن آن‌ها را افزایش دهند.
  ژول سیندال، مهندس برق در بنیاد فناوری ماساچوست آمریکا(MIT)، این کاغذ جدید را "پیشرفت نویدبخش" نامیده است. اما می‌گوید باید بر مشکلات هزینه و قابل اطمینان بودن آن چیره شد.
  منبع: 

  Kleiner Kurt. Nanotubes turn paper into a power source . NewScientist.com . 14 August 2007

نشانی مطلب در وبگاه جزیره دانش:
http://jazirehdanesh.com/find.php?item=1.433.841.fa
برگشت به اصل مطلب