Elektronik cihazlar, gücü biterken veya boyutunu korurken daha güçlü hale gelmektedir. Bu küçük cihazlar, özellikle uzun süre kullanıldıktan sonra, mevcut pillerin tam olarak verimli bir şekilde sağlanmadığı önemli miktarda enerji gerektirir. Central Florida Üniversitesi’nden (UFC) bilim adamları, yüksek enerji yoğunluğuna sahip çok ince, esnek bir süperkapasitör geliştirdiler.
UCF’nin NanoScience Teknoloji Merkezi’nden ekip, iki boyutlu malzemeleri süperkapasitörler olarak kullanmanın bir yolunu buldu ve boyut sorununu çözdü. Muhtemelen, bir süperkapasitör, lityum-iyon pillerle aynı miktarda enerji tutması için, mevcut pillerden çok daha büyük olması gerekir. UCF NanoScience Teknoloji Merkezi ve Malzeme Bilimi Mühendislik Bölümü Doçent Yeonwoong Jung, “Basit bir kimyasal sentez yaklaşımı geliştirdik, böylece mevcut malzemeleri, iki boyutlu materyallerle çok iyi bütünleştirebiliriz” dedi.
Kullanılan iki boyutlu materyal, geçiş metali dikalsiyojenitler (TMD’ler) olarak adlandırılır. Sadece küçük olduğu kadar, yüksek iletken bir çekirdek sayesinde daha hızlı elektron aktarımı- daha hızlı şarj etme ve boşaltma – sağlar. Süperkapasitörler, iki boyutlu malzeme kabuğu kaplamalı, milyonlarca nanometre kalınlığında telden yapılmıştır.
Mobil teknolojiyi şekillendiriyor
Süperkapasitörler daha dayanıklıdır. 30.000 kez şarj edildikten sonra bile, zamanla hızlı bir şekilde bozulmazlar. Tersine, lityum-iyon piller 1.500 şarj döngüsünden sonra performans kaybına uğrarlar.
Nitin Choudhary, “Pilleri bu süperkapasitörlerle değiştirirseniz, cep telefonunuzu birkaç saniye içinde şarj edebilirsiniz ve bir hafta boyunca tekrar şarj etmek zorunda kalmazsınız” dedi.
Teknoloji, henüz ticari kullanım için hazır değil, aslında Jung’ın dediğine göre; şu anda patentli olmaya çalışıyor. Bir kere kullanılabilir hale geldiğinde, akıllı telefonlardan giyilebilir cihazlara, hatta elektronik araçlara kadar elektroniğin geleceği olabilir. “Onun bir konsept kanıtı gösterisi olduğunu ve çalışmalarımızın birçok teknoloji alanında, çok yüksek etkileri olduğunu gösteriyor” dedi Jung.
Çalışma, ACS Nano dergisinde yayınlandı.
