Οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν νέο πυκνωτή, όπου βασίστηκε ένα συνηθισμένο τούβλο.
Γεια σας αγαπητοί καλεσμένοι και συνδρομητές του καναλιού μου. Σήμερα θέλω να σας πω για μια ασυνήθιστη εφεύρεση Αμερικανών επιστημόνων που κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν πυκνωτή που λειτουργεί πλήρως, όπου το κόκκινο τούβλο χρησιμοποιήθηκε ως υπόστρωμα. Λοιπόν πάμε.
Οι Αμερικανοί χημικοί κατάφεραν να μετατρέψουν το πιο κοινό κόκκινο τούβλο σε υπόστρωμα πυκνωτή, με βάση το πολυμερές PEDOT.
Το κύριο καθήκον των επιστημόνων ήταν να βρουν ένα τέτοιο υπόστρωμα που θα εγγυόταν μια μεγάλη επιφάνεια επαφής και θα περιέχει σίδηρο (III) στη σύνθεσή του σε επαρκή ποσότητα. Σε τελική ανάλυση, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η αντίδραση του οξειδωτικού πολυμερισμού.
Και όπως αποδείχθηκε, το συνηθισμένο τούβλο αποδείχθηκε ιδανικός υποψήφιος, ειδικά επειδή είναι φθηνό και μπορεί να αντέξει σε σημαντικές αλλαγές θερμοκρασίας και μηχανικό στρες.
Το πρωτότυπο του νέου πυκνωτή αντέχει 10.000 κύκλους φόρτισης εκφόρτισης, διατηρώντας παράλληλα το 90% της αρχικής χωρητικότητας.
Οι επιστήμονες δημοσίευσαν όλα τα αποτελέσματα της έρευνας τους στις σελίδες του περιοδικού Επικοινωνία φύσης.
Γιατί ακριβώς κόκκινο τούβλο
Όπως γνωρίζετε, η ανθρωπότητα παράγει με επιτυχία κόκκινα τούβλα για πολλές χιλιετίες. Και το ήδη πλεγμένο τούβλο αποτελείται από οξείδια πυριτίου και αργιλίου, καθώς και αιματίτη (αυτός είναι που δίνει το χρώμα στο τούβλο).
Πώς δημιουργήθηκε ο πυκνωτής
Έτσι, Αμερικανοί επιστήμονες με επικεφαλής τον Η. ΡΕ. Ο Arsi (Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον) αποφάσισε να χρησιμοποιήσει κόκκινο τούβλο ως υπόστρωμα για έναν πυκνωτή κατασκευασμένο από αγώγιμα πολυμερή πολυαιθυλενο διοξυθειοφαινίου (PEDOT).
Σε αυτούς τους πυκνωτές, η ενέργεια αποθηκεύεται λόγω της αντίδρασης Faraday που λαμβάνει χώρα στο πολυμερές.
Προκειμένου να εφαρμοστεί ένα στρώμα πολυμερούς φιλμ PEDOT σε ένα τούβλο, έχει αναπτυχθεί μια ολόκληρη τεχνολογία. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, το κόκκινο τούβλο άλλαξε το χρώμα του σε σκούρο μπλε λόγω του γεγονότος ότι το πολυμερές καταβυθίστηκε πάνω του.
Οι επιστήμονες κατάφεραν να επιτύχουν μέγιστο πάχος στρώσης 400 μικρά, ενώ το μήκος μιας ίνας πολυμερούς είναι 30 μικρόμετρα και η διάμετρος του δεν υπερβαίνει τα 190 νανόμετρα.
Μετά την εναπόθεση, μεταλλικά ηλεκτρόδια (προστατευμένα με εποξική μεμβράνη) προσαρτήθηκαν στα τούβλα και δοκιμάστηκαν ως πυκνωτές σε συνδυασμό με δύο διαφορετικούς ηλεκτρολύτες:
- Χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρολύτη γέλης, ο πυκνωτής τούβλου έδειξε χωρητικότητα 1,38 farad ανά κυβικό εκατοστό. Και μετά από 1000 κύκλους φόρτισης, η χωρητικότητά του παρέμεινε στο 90% του αρχικού.
- Κατά τη χρήση υγρού ηλεκτρολύτη, το χωρητικό χαρακτηριστικό για τον ίδιο όγκο ήταν ήδη 2,84 farads και η μέγιστη τάση ήταν 2,6 Volts. Αυτό επέτρεψε την τροφοδοσία του LED για ένα λεπτό. Μόνο σε αυτήν την έκδοση η συσκευή δεν παρουσίασε υψηλή σταθερότητα.
Πρέπει να τονιστεί ότι οι ερευνητές δεν έχουν πραγματοποιήσει ακόμη ακριβή επιλογή παραμέτρων για πειραματικά δείγματα, αλλά μελέτησαν μόνο την πιθανότητα εργασίας.
Επομένως, στο μέλλον, οι τεχνικές παράμετροι του πυκνωτή τούβλου μπορούν να προσαρμοστούν για μια πολύ καλύτερη πλευρά.
Πού θα χρησιμοποιηθούν τέτοιοι πυκνωτές;
Φυσικά, δεν θα βρούμε τηλέφωνα με μπαταρίες από τούβλα στο μέλλον, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σταθερές εγκαταστάσεις για γρήγορη αποθήκευση ενέργειας.
Οι επιστήμονες τονίζουν επίσης ότι τέτοιοι πυκνωτές τούβλου μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατασκευή (δεδομένου ότι η μηχανική αντοχή του τούβλου μετά την εφαρμογή ενός στρώματος πολυμερούς δεν υποφέρει) κατοικημένη σπίτια.
Αυτό θα δημιουργήσει ένα εξαιρετικό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας (για παράδειγμα, από ηλιακούς συλλέκτες). Πράγματι, σύμφωνα με προκαταρκτικούς υπολογισμούς, αυτά τα τοιχώματα μπορεί να έχουν χωρητικότητα 11.500 farad ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας.
Φυσικά, η ανάπτυξη είναι πολλά υποσχόμενη, αλλά για να είναι πιο συγκεκριμένη, πρέπει να περιμένετε για την πλήρη εμπορική χρήση της συσκευής. Αν σας άρεσε το υλικό, τότε μην ξεχάσετε τα παρόμοια και το σχόλιο Ευχαριστώ για την προσοχή!