نانو لوله - انرژي

تاریخ درج : 86/10/28

تعداد بازدید : 390

ساخت باتري‌هاي نانولوله‌اي با چاپگر جوهرافشان

محققان اولين باتري‌هاي نانولوله‌اي را با استفاده از شبکة تصادفي از نانولوله‌هاي کربني ساخته‌اند. اين افزاره‌ها خواص ذخيرة انرژي عالي دارند و مي‌توانند با استفاده از فرايند چاپ جوهرافشان ساخته شوند. اين بدين معني است که آنها با الکترونيک چاپي سازگارند.
يک نمونه از اين باتري‌ها
جرج گرونِر، رهبر اين گروه تحقيقاتي، گفت: «روش ما اجازة چاپ سادة مبتني بر محلول اين باتري‌ها را مي‌دهد. به‌تدريج ما خواهيم توانست اين باتري‌ها را همانند چاپ روزنامه‌ها، چاپ کنيم و شايد حتي روزي بتوانيم در خانه نانوباتري‌هايمان را با استفاده از يک چاپگر جوهرافشان چاپ کنيم».
الکترونيک چاپي يا پلاستيکي، همان طور که از اسمش مشخص است، به افزاره‌هايي نسبت داده مي‌شود که مي‌توانند با استفاده از فرايندهاي سادة چاپي ساخته شوند، همچنين آنها مي‌توانند عملاً روي هر سطحي از جمله روي الياف، چاپ شوند. يکي از مشکلات باتري‌هاي مرسوم اين است که آنها با چنين افزاره‌هايي از قبيل کارت‌هاي هوشمند، کاغذ الکترونيکي، افزاره‌هاي پزشکي پوشيدني و الکترونيک پوشيدني، سازگار نيستند. گرونر گفت: «براي سازگار کردن آنها با الکترونيک چاپي، نياز به پودر قابل چاپ است».
اکنون، اين گروه تحقيقاتي يك باتري را توسعه داده‌اند که مبتني بر اجزاي نانومقياس از قبيل نانولوله‌هاي کربني يا ديگر نانوسيم‌هاست. اين نانولوله‌هاي کربني يا نانوسيم‌ها با مواد فعال ديگري ترکيب شده، پودر اين باتري را تشکيل مي‌دهند. اين نانوسيم‌ها، شبکه‌هاي تصادفي يا فيلم‌هاي نازکي را تشکيل مي‌دهند که به‌عنوان الکترود و جمع‌کننده بار الکتريکي براي اين افزاره ‌استفاده مي‌شوند. گرونر توضيح داد: «ما از سه خاصيت چنين شبکه‌هايي استفاده کرديم كه عبارتند از: هدايت بالاي الکتريکي، مساحت سطح بالا و انعطاف‌پذيري مکانيکي».
در اين طرح جديد، جمع‌کننده‌هاي بار(که در باتري‌هاي مرسوم از صفحات، شبکه‌ها يا فيلم‌هاي فلزي ساخته مي‌شوند) با شبکه‌هاي تصادفي از نانولوله‌هاي کربني ساخته مي‌شوند. گرونر گفت: «اين باتري‌ها مشابه باتري‌هاي مرسوم هستند و عملکردي مشابه آنها دارند؛ اما سطح بسيار بالاي اين شبکه‌ها، به ما اجازه مي‌دهد تا از خواص بي‌نظير مواد نانومقياس استفاده کنيم».
اين گروه قبلاً ايده خود را براي ساخت ابرخازن‌ها(دسته ديگر از افزاره‌هاي ذخيره) به کار برده‌است. در اينجا الکترودها نيز به جاي دوده از نانولوله‌هاي کربني ساخته شده‌اند. اين افزاره‌ها بارهاي الکتريکي خود را بي‌نهايت سريع آزاد مي‌کنند، اما ظرفيت ذخيره آنها تا حدي کمتر است. گرونر گفت: «آنها از همان نوع نانومواد و با استفاده از همان روش ساخت، توليد شده‌اند و جفت نيرومندي را تشکيل مي‌دهند که مي‌توانند انرژي و توان تعداد زيادي از افزاره‌هاي الکترونيکي را تهيه کنند».
اين نانوباتري‌هاي جديد مي‌توانند کاربردهايي در گسترة وسيعي از استفاده‌هاي پزشکي از پايش‌کننده سلامت و افزاره‌هاي دارورساني گرفته تا امنيت، مثل برچسب‌هاي هوشمند RFID، داشته باشند. آنها همچنين مي‌توانند با پيل‌هاي خورشيدي لايه نازک، مجتمع شوند.
اين گروه تحقيقاتي اکنون روي بهينه کردن اين افزاره و توليد آنها در مقياس صنعتي که مرحله ‌بعدي است، تمرکز کرده‌است. گرونر گفت: «ما اخيراً درخواست‌هاي خوبي براي اين افزاره‌ها داشته‌ايم، اما بهبود بهتر عملکرد آنها مطمئناً امکان‌پذير است».
نتايج اين تحقيق در مجله .Appl. Phys. Lett منتشر شده‌است.
 

اين خبر در ماهنامه شماره 124 به چاپ رسيده است

مهلت ارسال نظر در ارتباط با این خبر به پایان رسیده است!