Supercapacitors یو مناسب نومول شوی وسیله ده چې کولی شي د دودیزو بیټریو په پرتله ګړندی انرژي ذخیره او تحویل کړي. دوی د بریښنایی موټرو ، بې سیم مخابراتو او لوړ ځواک لیزرونو په شمول غوښتنلیکونو ته په لوړه غوښتنه کې دي.

مګر د دې غوښتنلیکونو د پوهیدو لپاره ، سوپرکاپیسیټر غوره الیکټروډونو ته اړتیا لري ، کوم چې سوپرکاپاسیټر د هغه وسیلو سره وصل کوي چې د دوی انرژي پورې اړه لري. دا الکترودونه باید په لویه پیمانه د جوړولو لپاره ګړندي او ارزانه وي او همدارنګه د دې وړتیا ولري چې خپل بریښنایی بار ګړندی چارج او خارج کړي. د واشنګټن په پوهنتون کې د انجینرانو یوه ډله فکر کوي چې دوی د سوپر کیپیسیټر الیکټروډ موادو جوړولو لپاره پروسې سره راغلي چې دا سخت صنعتي او د کارونې غوښتنې پوره کوي.

څیړونکو چې د UW د موادو ساینس او ​​​​انجینري معاون پروفیسور پیټر پازوسکي په مشرۍ رهبري کوي ، د جولای په 17 د نیچر مایکروسیسټمونو او نانو انجینرۍ ژورنال کې یوه مقاله خپره کړه چې د دوی د سوپر کیپیسیټر الیکټروډ او ګړندي ، ارزانه لاره یې تشریح کوي. د دوی نوی میتود د کاربن بډایه موادو سره پیل کیږي چې د ټیټ کثافت میټرکس ته وچ شوي چې د ایروجیل په نوم یادیږي. دا ایرجیل پخپله د خام الکتروډ په توګه عمل کولی شي، مګر د پازوسکي ټیم د هغې ظرفیت دوه چنده کړی، کوم چې د بریښنایی چارج ذخیره کولو وړتیا ده.

دا ارزانه پیل شوي توکي، د منظم ترکیب پروسې سره یوځای، د صنعتي غوښتنلیک لپاره دوه عام خنډونه کموي: لګښت او سرعت.

"په صنعتي غوښتنلیکونو کې، وخت پیسې دي،" پوزوسکي وویل. "موږ کولی شو د دې الیکټروډونو لپاره پیل شوي توکي د اونیو پرځای په ساعتونو کې جوړ کړو. او دا کولی شي د لوړ فعالیت سوپرکاپاسیټر الیکټروډونو جوړولو لپاره د ترکیب لګښت د پام وړ راټیټ کړي.

اغیزمن سوپرکاپاسیټر الیکټروډونه د کاربن بډایه موادو څخه ترکیب شوي چې د سطحې لوړه ساحه هم لري. وروستنۍ اړتیا خورا مهمه ده ځکه چې سوپر کیپیسیټرونه د بریښنا چارج ذخیره کوي. پداسې حال کې چې دودیزه بیټرۍ د کیمیاوي تعاملاتو له لارې بریښنایی چارجونه ذخیره کوي چې په هغې کې پیښیږي ، یو سوپر کیپیسیټر د دې پرځای مثبت او منفي چارجونه په مستقیم ډول په خپل سطح کې ذخیره کوي او جلا کوي.

"Supercapacitors کولی شي د بیټرۍ په پرتله خورا ګړندی عمل وکړي ځکه چې دوی د عکس العمل سرعت یا ضمني محصولاتو لخوا محدود ندي چې رامینځته کیدی شي ،" د موادو ساینس او ​​انجینرۍ څانګې کې د UW دوکتورا زده کونکي شریک مشر میتیو لیم وویل. "Supercapacitors کولی شي په چټکۍ سره چارج او خارج کړي، له همدې امله دوی د دې 'دالونو' بریښنا رسولو کې عالي دي."

"دوی په ترتیباتو کې عالي غوښتنلیکونه لري چیرې چې پخپله بیټرۍ خورا ورو ده ،" ملګري مخکښ لیکوال میتیو کرین وویل ، د UW کیمیکل انجینرۍ څانګې کې د دوکتورا زده کونکی. "په داسې شیبو کې چې بیټرۍ د انرژي غوښتنې پوره کولو لپاره خورا ورو وي ، د لوړې سطحې ساحې الیکټروډ سره یو سوپر کیپیسیټر کولی شي په چټکۍ سره 'کک' وکړي او د انرژي کمښت پوره کړي."

د اغیزمن الکترود لپاره د لوړې سطحې ساحې ترلاسه کولو لپاره، ټیم ایروجیلز کارولي. دا لوند، جیل په څیر مواد دي چې د وچولو او تودوخې ځانګړي درملنې څخه تیر شوي ترڅو د هوا یا بل ګاز سره د دوی مایع اجزا بدل کړي. دا میتودونه د جیل 3-D جوړښت ساتي، دا د لوړ سطح ساحه او خورا ټیټ کثافت ورکوي. دا د جیل-O څخه ټولې اوبه پرته له کمیدو څخه لرې کولو په څیر دي.

پازوسکي وویل: "یو ګرام ایرجیل د فوټبال د یوه ډګر په څیر د سطحې مساحت لري."

کرین د جیل په څیر پولیمر څخه ایروجیلونه جوړ کړل، یو داسې مواد چې د تکرار ساختماني واحدونو سره، د فارملډایډ او نورو کاربن پر بنسټ مالیکولونو څخه جوړ شوی. دا ډاډ ترلاسه کړ چې د دوی وسیله، لکه د نن ورځې سوپرکاپاسیټر الیکټروډونه به د کاربن بډایه موادو څخه جوړ وي.

مخکې، لیم وښودله چې جیل ته د ګرافین اضافه کول - کوم چې د کاربن یوه شیټ یوازې یو اتوم ضخامت دی - په پایله کې ایرجیل د سوپر کیپیسیټر ملکیتونو سره جذبوي. مګر، لیم او کرین ته اړتیا ده چې د ایروجیل فعالیت ښه کړي، او د ترکیب پروسه ارزانه او اسانه کړي.

د لیم په تیرو تجربو کې، د ګرافین اضافه کول د ایروجیل ظرفیت نه دی ښه کړی. نو دوی د دې پرځای ایروجیلونه د مولبډینم ډیسلفایډ یا ټنګسټن ډیسلفایډ پتلو شیټونو سره بار کړل. دواړه کیمیاوي توکي نن ورځ په صنعتي غوړ کې په پراخه کچه کارول کیږي.

څیړونکو دواړه مواد د لوړ فریکونسۍ غږ څپو سره درملنه وکړه ترڅو دوی په پتلی شیټونو کې مات کړي او د کاربن بډایه جیل میټرکس کې یې شامل کړي. دوی کولی شي په بشپړ ډول بار شوي لوند جیل له دوه ساعتونو څخه لږ وخت کې ترکیب کړي ، پداسې حال کې چې نور میتودونه به ډیری ورځې وخت ونیسي.

د وچ شوي، ټیټ کثافت ایروجیل ترلاسه کولو وروسته، دوی دا د چپکونکو او بل کاربن بډایه موادو سره یوځای کړل ترڅو یو صنعتي "خړه" رامینځته کړي، کوم چې لیم کولی شي په ساده ډول د یو څو زره انچه ضخامت په شیټونو کې راوباسي. دوی له ټوټو څخه نیم انچ ډیسکونه پرې کړل او د ساده سکې سیل بیټرۍ کیسنګونو کې یې راټول کړل ترڅو د سوپر کیپیسیټر الیکټروډ په توګه د موادو اغیزې معاینه کړي.

نه یوازې د دوی الیکټروډونه ګړندي ، ساده او د ترکیب کولو لپاره اسانه وو ، بلکه دوی یوازې د کاربن بډایه ایرجیل څخه لږ تر لږه 127 سلنه لوی ظرفیت هم درلود.

لیم او کرین تمه لري چې د مولیبډینم ډیسلفایډ یا ټنګسټن ډیسلفایډ حتی پتلی شیټونو سره بار شوي ایروجیلونه - د دوی شاوخوا 10 څخه تر 100 اتومونو ضخامت و - به حتی غوره فعالیت وښیې. مګر لومړی، دوی غوښتل وښيي چې بار شوي ایروجیلونه به د ترکیب کولو لپاره ګړندي او ارزانه وي، د صنعتي تولید لپاره یو اړین ګام. ښه سمون بیا راځي.

ټیم باور لري چې دا هڅې کولی شي د ساینس پرمختګ سره مرسته وکړي حتی د سوپر کیپیسیټر الیکټروډونو څخه بهر. د دوی د ایروجیل تعلیق شوي مولیبډینم ډیسلفایډ ممکن د هایدروجن تولید کټالیز کولو لپاره کافي مستحکم پاتې شي. او د دوی طریقه چې مواد په چټکۍ سره په ایروجیلونو کې پټوي کیدای شي د لوړ ظرفیت بیټرۍ یا کاتالیسیس کې پلي شي.