Supercapacitor គឺជាប្រភេទឧបករណ៍ដែលមានឈ្មោះត្រឹមត្រូវ ដែលអាចផ្ទុក និងបញ្ជូនថាមពលបានលឿនជាងថ្មធម្មតា។ ពួកគេមានតម្រូវការខ្ពស់សម្រាប់កម្មវិធី រួមទាំងរថយន្តអគ្គិសនី ទូរគមនាគមន៍ឥតខ្សែ និងឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្ពស់។

ប៉ុន្តែដើម្បីដឹងពីកម្មវិធីទាំងនេះ supercapacitor ត្រូវការ electrodes ល្អប្រសើរជាងមុន ដែលភ្ជាប់ supercapacitor ទៅនឹងឧបករណ៍ដែលអាស្រ័យលើថាមពលរបស់វា។ អេឡិចត្រូតទាំងនេះត្រូវតែលឿន និងថោកជាងដើម្បីធ្វើទ្រង់ទ្រាយធំ ហើយក៏អាចសាក និងបញ្ចេញបន្ទុកអគ្គិសនីបានលឿនជាងមុនផងដែរ។ ក្រុមវិស្វករនៅសាកលវិទ្យាល័យ Washington គិតថាពួកគេបានបង្កើតដំណើរការសម្រាប់ផលិតសម្ភារៈអេឡិចត្រូត supercapacitor ដែលនឹងបំពេញតម្រូវការឧស្សាហកម្ម និងការប្រើប្រាស់ដ៏តឹងរ៉ឹងទាំងនេះ។

អ្នកស្រាវជ្រាវដែលដឹកនាំដោយ UW ជំនួយការសាស្រ្តាចារ្យផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ និងវិស្វកម្ម Peter Pauzauskie បានបោះពុម្ភក្រដាសមួយនៅថ្ងៃទី 17 ខែកក្កដានៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ Nature Microsystems and Nanoengineering ដែលពណ៌នាអំពីអេឡិចត្រូត supercapacitor របស់ពួកគេ និងវិធីលឿន និងថោកដែលពួកគេផលិតវា។ វិធីសាស្រ្តប្រលោមលោករបស់ពួកគេចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងវត្ថុធាតុដើមដែលសំបូរទៅដោយកាបូនដែលត្រូវបានសម្ងួតទៅជាម៉ាទ្រីសដែលមានដង់ស៊ីតេទាបហៅថា aerogel ។ Airgel នេះអាចដើរតួនាទីជាអេឡិចត្រូតឆៅ ប៉ុន្តែក្រុមរបស់ Pauzauskie បានបង្កើនសមត្ថភាពរបស់វាទ្វេដង ដែលជាសមត្ថភាពផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនី។

សមា្ភារៈចាប់ផ្តើមដែលមានតំលៃថោកទាំងនេះ គួបផ្សំជាមួយនឹងដំណើរការសំយោគដ៏មានប្រសិទ្ធភាព កាត់បន្ថយឧបសគ្គទូទៅពីរចំពោះការអនុវត្តឧស្សាហកម្ម៖ តម្លៃ និងល្បឿន។

Pauzauskie បាននិយាយថា "នៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្មពេលវេលាគឺជាប្រាក់" ។ “យើងអាចបង្កើតវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់អេឡិចត្រូតទាំងនេះក្នុងរយៈពេលជាច្រើនម៉ោង ជាជាងសប្តាហ៍។ ហើយ​វា​អាច​កាត់បន្ថយ​ការចំណាយ​សំយោគ​យ៉ាងច្រើន​សម្រាប់​ការផលិត​អេឡិចត្រូត supercapacitor ដែល​មាន​ប្រសិទ្ធភាព​ខ្ពស់​»​។

អេឡិចត្រូត supercapacitor ដែលមានប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានសំយោគពីវត្ថុធាតុដើមដែលសំបូរទៅដោយកាបូនដែលមានផ្ទៃខ្ពស់ផងដែរ។ តម្រូវការចុងក្រោយគឺសំខាន់ដោយសារតែវិធីតែមួយគត់ដែល supercapacitor រក្សាទុកបន្ទុកអគ្គីសនី។ ខណៈពេលដែលថ្មធម្មតារក្សាទុកការចោទប្រកាន់អគ្គិសនីតាមរយៈប្រតិកម្មគីមីដែលកើតឡើងនៅក្នុងវានោះ supercapacitor ជំនួសវិញរក្សាទុក និងបំបែកបន្ទុកវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានដោយផ្ទាល់ទៅលើផ្ទៃរបស់វា។

"Supercapacitors អាចធ្វើសកម្មភាពបានលឿនជាងអាគុយ ព្រោះវាមិនត្រូវបានកំណត់ដោយល្បឿននៃប្រតិកម្ម ឬអនុផលដែលអាចបង្កើតបាន" ។ "Supercapacitors អាចសាកថ្ម និងបញ្ចេញថាមពលបានយ៉ាងលឿន ដែលនេះជាមូលហេតុដែលពួកវាពូកែក្នុងការបញ្ជូនថាមពល "pulses" ទាំងនេះ។

លោក Matthew Crane និស្សិតថ្នាក់បណ្ឌិតនៅនាយកដ្ឋានវិស្វកម្មគីមី UW បាននិយាយថា "ពួកគេមានកម្មវិធីដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុងការកំណត់ដែលថ្មរបស់វាដំណើរការយឺតពេក" ។ "នៅក្នុងគ្រាដែលថ្មយឺតពេកក្នុងការបំពេញតម្រូវការថាមពល អាំងវឺតទ័រដែលមានអេឡិចត្រូតផ្ទៃខ្ពស់អាច "ទាត់" យ៉ាងលឿន និងបង្កើតឱនភាពថាមពល។

ដើម្បីទទួលបានផ្ទៃខ្ពស់សម្រាប់អេឡិចត្រូតដែលមានប្រសិទ្ធភាព ក្រុមការងារបានប្រើ aerogels ។ ទាំងនេះគឺជាសារធាតុសើម និងដូចជែល ដែលបានឆ្លងកាត់ការព្យាបាលពិសេសនៃការសម្ងួត និងកំដៅ ដើម្បីជំនួសសមាសធាតុរាវរបស់ពួកគេជាមួយនឹងខ្យល់ ឬឧស្ម័នផ្សេងទៀត។ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះរក្សារចនាសម្ព័ន្ធ 3-D របស់ជែល ដោយផ្តល់ឱ្យវានូវផ្ទៃខ្ពស់ និងដង់ស៊ីតេទាបបំផុត។ វាដូចជាការយកទឹកទាំងអស់ចេញពី Jell-O ដោយមិនមានការរួញ។

លោក Pauzauskie បាននិយាយថា "Airgel មួយក្រាមមានផ្ទៃដីប្រហែលនឹងទីលានបាល់ទាត់មួយ"។

សត្វក្រៀលបានផលិត aerogels ពីវត្ថុធាតុ polymer ស្រដៀងនឹងជែល ដែលជាវត្ថុធាតុដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធដដែលៗ ដែលបង្កើតចេញពី formaldehyde និងម៉ូលេគុលដែលមានមូលដ្ឋានលើកាបូនផ្សេងទៀត។ នេះធានាថាឧបករណ៍របស់ពួកគេ ដូចជាអេឡិចត្រូត supercapacitor នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ នឹងមានសម្ភារៈដែលសំបូរទៅដោយកាបូន។

កាលពីមុន Lim បានបង្ហាញថាការបន្ថែម graphene - ដែលជាសន្លឹកកាបូនដែលមានកម្រាស់ត្រឹមតែមួយអាតូម - ទៅជែល imbued airgel លទ្ធផលជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិ supercapacitor ។ ប៉ុន្តែ Lim និង Crane ត្រូវការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរបស់ aerogel និងធ្វើឱ្យដំណើរការសំយោគមានតម្លៃថោក និងងាយស្រួលជាងមុន។

នៅក្នុងការពិសោធន៍ពីមុនរបស់ Lim ការបន្ថែម graphene មិនបានធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសមត្ថភាពរបស់ aerogel ទេ។ ដូច្នេះ ជំនួសមកវិញ ពួកគេបានផ្ទុក aerogels ជាមួយនឹងសន្លឹកស្តើងនៃ molybdenum disulfide ឬ tungsten disulfide ។ សារធាតុគីមីទាំងពីរនេះត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះនៅក្នុងប្រេងរំអិលឧស្សាហកម្ម។

អ្នកស្រាវជ្រាវបានព្យាបាលសម្ភារៈទាំងពីរជាមួយនឹងរលកសំឡេងប្រេកង់ខ្ពស់ ដើម្បីបំបែកវាទៅជាសន្លឹកស្តើង ហើយបញ្ចូលវាទៅក្នុងម៉ាទ្រីសជែលដែលសំបូរទៅដោយកាបូន។ ពួកគេអាចសំយោគជែលសើមដែលផ្ទុកពេញក្នុងរយៈពេលតិចជាង 2 ម៉ោង ខណៈពេលដែលវិធីសាស្ត្រផ្សេងទៀតនឹងចំណាយពេលច្រើនថ្ងៃ។

បន្ទាប់ពីទទួលបាន aerogel ស្ងួត និងដង់ស៊ីតេទាប ពួកគេបានផ្សំវាជាមួយសារធាតុ adhesive និងសម្ភារៈដែលសំបូរទៅដោយកាបូនមួយផ្សេងទៀត ដើម្បីបង្កើតជា "ម្សៅ" ឧស្សាហកម្ម ដែល Lim អាចរមៀលចេញជាសន្លឹកដែលមានកម្រាស់ត្រឹមតែពីរបីពាន់អ៊ីញប៉ុណ្ណោះ។ ពួកគេបានកាត់ឌីសពាក់កណ្តាលអ៊ីញចេញពីម្សៅ ហើយផ្គុំវាចូលទៅក្នុងប្រអប់ថ្មកោសិកាកាក់សាមញ្ញ ដើម្បីសាកល្បងប្រសិទ្ធភាពនៃសម្ភារៈជាអេឡិចត្រូត supercapacitor ។

មិនត្រឹមតែអេឡិចត្រូតរបស់ពួកគេមានល្បឿនលឿន សាមញ្ញ និងងាយស្រួលក្នុងការសំយោគប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែពួកគេថែមទាំងមានថាមពលយ៉ាងហោចណាស់ 127 ភាគរយធំជាង airgel ដែលសំបូរទៅដោយកាបូនតែមួយ។

Lim និង Crane រំពឹងថា aerogels ផ្ទុកដោយបន្ទះ molybdenum disulfide ឬ tungsten disulfide ស្តើងជាងមុន—ពួកវាមានកម្រាស់ប្រហែល 10 ទៅ 100 អាតូម—នឹងបង្ហាញពីដំណើរការល្អជាង។ ប៉ុន្តែជាដំបូង ពួកគេចង់បង្ហាញថា aerogels ផ្ទុកបានលឿន និងថោកជាងក្នុងការសំយោគ ដែលជាជំហានចាំបាច់សម្រាប់ផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម។ ការ​កែ​សម្រួល​នឹង​មក​ដល់​បន្ទាប់។

ក្រុមនេះជឿជាក់ថាកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងទាំងនេះអាចជួយឱ្យវិទ្យាសាស្ត្ររីកចម្រើនសូម្បីតែនៅខាងក្រៅអាណាចក្រនៃអេឡិចត្រូត supercapacitor ។ molybdenum disulfide ដែលផ្អាកដោយ aerogel របស់ពួកគេអាចនៅមានស្ថេរភាពគ្រប់គ្រាន់ ដើម្បីជំរុញការផលិតអ៊ីដ្រូសែន។ ហើយវិធីសាស្រ្តរបស់ពួកគេក្នុងការអន្ទាក់វត្ថុធាតុយ៉ាងលឿននៅក្នុង aerogels អាចត្រូវបានអនុវត្តចំពោះថ្មដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ ឬកាតាលីករ។