تمكن العلماء من إنشاء مكثف جديد ، حيث تم أخذ الطوب العادي كأساس
مرحبا ضيوفنا الكرام ومشتركي قناتي. اليوم أريد أن أخبركم عن اختراع غير عادي للعلماء الأمريكيين الذين تمكنوا من إنشاء مكثف يعمل بشكل كامل ، حيث تم استخدام الطوب الأحمر كركيزة. إذا هيا بنا.
نجح الكيميائيون الأمريكيون في تحويل الطوب الأحمر الأكثر شيوعًا إلى ركيزة مكثف ، بناءً على بوليمر PEDOT.
كانت المهمة الرئيسية للعلماء هي البحث عن ركيزة من شأنها أن تضمن مساحة تلامس سطحية كبيرة وتحتوي على الحديد (III) في تكوينها بكميات كافية. بعد كل شيء ، من الضروري ضمان تفاعل البلمرة المؤكسدة.
وكما اتضح فيما بعد ، تبين أن الطوب العادي هو مرشح مثالي ، خاصة أنه رخيص ويمكن أن يتحمل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة والضغط الميكانيكي.
صمد النموذج الأولي للمكثف الجديد في مقاومة 10000 دورة شحن وتفريغ مع الاحتفاظ بـ 90٪ من سعته الأصلية.
نشر العلماء جميع نتائج أبحاثهم على صفحات المجلة اتصالات الطبيعة.
لماذا بالضبط الطوب الأحمر
كما تعلم ، نجحت البشرية في إنتاج الطوب الأحمر المخبوز منذ آلاف السنين. ويتكون الطوب الذي تم إطلاقه بالفعل من السيليكون وأكاسيد الألومنيوم ، وكذلك الهيماتيت (هو الذي يعطي اللون للطوب).
كيف تم إنشاء المكثف
لذلك قام العلماء الأمريكيون بقيادة H. د. قررت Arsi (جامعة واشنطن) استخدام الطوب الأحمر كركيزة لمكثف مصنوع من البولي إيثيلين ديوكسيثيوفين (PEDOT) أفلام البوليمر الموصلة.
في مثل هذه المكثفات ، يتم تخزين الطاقة بسبب تفاعل فاراداي الذي يحدث في البوليمر.
من أجل تطبيق طبقة من فيلم بوليمر PEDOT على الطوب ، تم تطوير تقنية كاملة. أثناء المعالجة ، تغير لون الطوب الأحمر إلى اللون الأزرق الغامق بسبب حقيقة أن البوليمر قد ترسب عليه.
تمكن العلماء من تحقيق سماكة طبقة قصوى تبلغ 400 ميكرون ، بينما يبلغ طول ألياف البوليمر الواحدة 30 ميكرومترًا ، ولا يتجاوز قطرها 190 نانومترًا.
بعد الترسيب ، تم توصيل الأقطاب الكهربائية المعدنية (المحمية بغشاء إيبوكسي) بالطوب واختبارها كمكثفات مع إلكتروليتين مختلفين:
- باستخدام الإلكتروليت الهلامي ، أظهر مكثف الطوب سعة 1.38 فاراد لكل سنتيمتر مكعب. وبعد 1000 دورة شحن وتفريغ ، ظلت سعتها عند 90٪ من الأصل.
- عند استخدام سائل إلكتروليت ، كانت الخاصية السعوية لنفس الحجم بالفعل 2.84 فاراد والجهد الأقصى كان 2.6 فولت. مما جعل من الممكن تشغيل LED لمدة دقيقة. فقط في هذا الإصدار لم يظهر الجهاز ثباتًا عاليًا.
يجب التأكيد على أن الباحثين لم يقوموا بعد باختيار دقيق للمعلمات للعينات التجريبية ، لكنهم درسوا فقط إمكانية العمل ذاتها.
لذلك ، في المستقبل ، يمكن تعديل المعلمات التقنية لمكثف الطوب من أجل جانب أفضل بكثير.
أين سيتم استخدام هذه المكثفات؟
بالطبع ، لن نجد هواتف ببطاريات من الطوب في المستقبل ، ولكن يمكن استخدامها في التركيبات الثابتة لتخزين الطاقة بسرعة.
يؤكد العلماء أيضًا على أنه يمكن استخدام مكثفات الطوب هذه في البناء (لأن القوة الميكانيكية للقرميد بعد تطبيق طبقة من البوليمر لا يعاني) السكنية منازل.
سيؤدي ذلك إلى إنشاء نظام تخزين طاقة ممتاز (على سبيل المثال ، من الألواح الشمسية). في الواقع ، وفقًا للحسابات الأولية ، قد تبلغ سعة هذه الجدران 11500 فاراد لكل متر مربع من السطح.
بالطبع ، التطوير واعد ، لكن لكي تكون أكثر تحديدًا ، عليك انتظار الاستخدام التجاري الكامل للجهاز. إذا أعجبتك المادة ، فلا تنسى الإعجاب والتعليق. شكرا للاهتمام!