UCLA araştırmacıları, harikulâde güç depolama kapasitelerine sahip yeni bir PEDOT nanofiber üretim metodu geliştirdi. Bu yenilik, elektrikli araçlar için şarj müddetlerini kıymetli ölçüde kısaltabilir ve yenilenebilir güç depolama sistemlerinin verimliliğini artırabilir. Araştırmacılar, geliştirdikleri bu yolun, dünya genelinde sürdürülebilir güç üretimine geçişi destekleyecek süper kapasitörlerin üretilmesine imkan tanıyabileceğini belirtiyor. Bu tıp gelişmeler, fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılmasına katkı sağlayabilir.
Süper kapasitörler ile bataryaların farkı nedir?
Bataryalar, enerjiyi yavaş kimyasal tepkilerle depolarken, muhteşem kapasitörler enerjiyi yüzeylerinde elektrik yükü biriktirerek depoluyor ve hür bırakıyor. Bu sayede harika kapasitörler, güç depolama ve boşaltma süreçlerini son derece süratli bir halde gerçekleştirebiliyor. Bu özellik, onları hibrit ve elektrikli araçlardaki rejeneratif fren sistemleri ve kamera flaşları üzere süratli güç patlamaları gerektiren uygulamalar için ülkü kılıyor. Lakin muhteşem kapasitörlerin karşılaştığı zorluk, büyük ölçüde güç depolayabilecek yüzey alanına sahip materyallerin üretilmesidir. Klasik PEDOT gereçleri bu hususta yetersiz kaldığı için performansları sonludur.
Yeni prosedürle artık güç depolayabilirler
Bugün en yaygın kullanılan elektriksel iletken plastiklerden biri olan PEDOT, elektronik bileşenlerden dokunmatik ekranlara, organik güneş hücrelerinden ayarlanabilir şeffaflık sunan akıllı pencerelere kadar birçok elektrokromik aygıtlarda yer alıyor. Fakat dediğimiz üzere, PEDOT’un enerji depolama alanındaki kullanımı epey hudutlu kalmış durumda. Çünkü ticari PEDOT formları ekseriyetle düşük elektriksel iletkenliğe sahip olup, güç depolamak için sonlu yüzey alanı sunar. UCLA takımı, bu sınırlamaları aşmak için eşsiz bir buhar fazı büyütme süreci geliştirdi. Bu süreç, yukarı yanlışsız büyüyen ağır otlar gibi dikey PEDOT nanofiberleri üretmeye imkan tanıyarak, klâsik PEDOT’a kıyasla çok daha yüksek güç depolama kapasitesi sağladı. Bu yenilik, klasik PEDOT sinemalarının depolayabileceğinden çok daha fazla elektrik yükünü yüzeyinde tutabilen PEDOT elektrotlarının üretimine imkan tanıdı.
Bu nanofiberler, ticari PEDOT eserlerine kıyasla 100 kat daha yüksek bir iletkenlik ve klâsik PEDOT’a nazaran dört kat daha büyük bir elektrokimyasal etkin yüzey alanı sunuyor. Sonuç olarak, PEDOT nanofiberlerinin güç depolama kapasitesi, her santimetre karede 4600 miliFarad’a kadar çıkabiliyor. Bu, klasik PEDOT’a kıyasla kıymetli bir artış sağlıyor. PEDOT nanofiberlerinin bir öbür harika özelliği ise dayanıklılığı. UCLA grubu, bu gerecin 70.000 şarj döngüsüne kadar problemsiz çalıştığını gözlemledi.
Yüksek performanslı PEDOT nanofiberlerinin geliştirilmesi, daha süratli şarj olan elektronik aygıtlar, uzun menzilli elektrikli araçlar ve gelişmiş yenilenebilir güç depolama tahlilleri için yeni bir kapı aralayabilir.