محققان دپارتمان ابزار دقیق و فیزیک کاربردی (IAP)، موسسه علوم هند (IISc) و همکارانش ابرخازن جدیدی ساخته اند که می تواند با نور شارژ شود.
این نوآوری را می‌توان در چراغ‌های خیابانی و دستگاه‌های الکترونیکی خود تغذیه، از جمله حسگرها، استفاده کرد، زیرا برخلاف خازن‌های استاندارد که انرژی را به صورت الکترواستاتیکی ذخیره می‌کنند، ابرخازن‌ها از روش‌های الکتروشیمیایی برای نگهداری انرژی بیشتر استفاده می‌کنند که به آنها امکان می‌دهد «سریعتر از باتری‌ها شارژ را آزاد کنند». ابها میسرا، استاد گروه ابزار دقیق و فیزیک کاربردی IISc و نویسنده این مطالعه.
الکترودهای این ابرخازن از نانومیله‌های اکسید روی روی یک بستر شفاف اکسید قلع آغشته به فلوئور ساخته شده‌اند که به نور اجازه عبور و شارژ دستگاه را می‌دهد. هنگامی که در معرض اشعه ماوراء بنفش (UV) قرار گرفت، ابرخازن افزایش زیادی در ظرفیت نشان داد - توانایی آن در ذخیره انرژی الکتریکی. Misra می افزاید: «ایده ها ساده بودند... اما وقتی با هم ترکیب شدند، خیلی خوب کار کردند.
رفتار گردن کشی
علاوه بر افزایش چشمگیر ظرفیت، محققان دو رفتار غیرمعمول را کشف کردند. اول، ظرفیت دستگاه با ولتاژ در معرض نور افزایش می یابد، پدیده ای که یکی از نویسندگان AM Rao از دانشگاه کلمسون از آن به عنوان "رفتار گردنی" یاد می کند. دوم، در حالی که ذخیره انرژی معمولاً هنگام شارژ سریعتر کاهش می‌یابد، این تیم دریافتند که ابرخازن آنها انرژی بیشتری را در هنگام شارژ سریع در معرض نور UV ذخیره می‌کند.
تیم تحقیقاتی از یک الکترولیت مایع برای بهبود عملکرد با تقویت اثر دو لایه الکتریکی استفاده کرد که نقش کلیدی در ظرفیت ذخیره انرژی بالای ابرخازن ها دارد. Misra با اشاره به کاربردهای بالقوه در تلفن‌های همراه و سایر دستگاه‌های کوچک، خاطرنشان می‌کند: «ما ابرخازن‌های کوچک‌سازی شده‌ای در مقیاس میکرونی داریم تا بتوان آنها را با تراشه‌های میکروالکترونیک ادغام کرد.
Misra معتقد است که این فناوری جدید به دلیل زمان شارژ سریعتر و چگالی توان بالا، می تواند در نهایت جایگزین سلول های خورشیدی در چراغ های خیابان شود.
این تحقیق در Journal of Materials Chemistry A منتشر شد و تیم امیدوار است که این ابرخازن را برای شارژ با استفاده از نور مرئی و مادون قرمز بیشتر توسعه دهد.
ارسال نظر