Çoğu insan cep telefonlarını ve kişisel elektronik aletlerini hızlıca şarz etmek ve bu şarj etme sürelerinin çok sık olmamalarını isterler. San Diego California Üniversitesi’nden mühendisler tarafından son günlerde keşfi yapılan karbon nanotüp tabanlı süparkapasitörler bu istekleri sağlayabilir.
Applied Physics Letters’da yayınlanan son araştırmada, California Üniversitesi Mekaniksel ve Aerouzay Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Prabhakar Bandaru, doktora öğrencisi Mark Hoefer ile süperkapasitörlerin geliştirilmesinde yardımcı olan nanotüplerdeki yapay olarak tanımlanan kusurları buldu.
Süperkapasitörlerin farkına değinen Prof. Bandaru, düşüncelerini söyledi: “Geniş depolama kapasitesine sahip bataryalar, uzun süre yük alırlar; elektrostatik kapasitörleri hızlı şarj edebilmeniz mümkün ama genelde kapasiteleri de sınırlıdır. Bununla birlikte, süperkapasitörler veya elektrokimyasal kapasitörler her iki şekilde de avantajlara sahip.”
Karbon nanotüpler 21. yüzyılın harika malzemelerinden biri gibi genellikle övülmektedir ve nanoteknoloji devriminde en tanınmış malzemedir. Onlar 1 ila 100 nanometre çaplara sahip silindirik yapılardır. Büyük yüzey-hacim oranı ile mükemmel atomik yapıları üzerine kurulu elektriksel, kimyasal ve yapısal karakteristikleri diğer malzemelerden çok iyidir. Bununla birlikte, kusurları da kaçınılmazdır. California Üniversitesi’nden Bandaru’nun laboratuvarından Hoefer ve kendisi gibi doktora öğrencisi olan mühendis Jeff Nichols, benzer bir pratik yapıda kusurları ilk kez incelediler.
Hoefer, karbon nanotüplerin kusurlarını kimyasal sensörler için elektrotların kullanılması gibi enerji depolanmasında kullanılması için araştırmalarını sürdürdüklerini belirtti.
Özellikle, nanotüpler üzerinde kusurlar ek yük yerleşimlerini artırarak yük depolar. Araştırmacılar, karbon nanotüpler Hidrojen veya Argon ile bombardıman edilmesiyle kusurlar ile ilişkilendirilen yük azalması veya artırılmasını sağlayabilen yöntemler keşfettiler.
“Bu sürecin kontrolü önemlidir ve dikkatli olunmalıdır. Çünkü kusurların bir çoğu elektriksel iletkenliği kötüleştirebilir. İyi iletkenlik aygıtların güç yoğunluğunun artmasında ve yük taşınmasının verimliliğinde yardımcı olur.” dedi Bandaru.
Araştırmacılar, enerji yoğunluğu ve güç yoğunluğu çalışmaları ile elde edilen sorunları kötü güvenilirlik, maliyet ve kötü elektriksel karakteristikler ilişkilendirilen problemlerden zarar gören mevcut kondansatör yapılandırılmalarının pratik olarak daha yüksek olabileceğini düşünüyorlar.
Bandaru ve Hoefer, araştırmalarının bugünün önemli konusu olan enerji depolama alanında büyük uygulamalara sahip olacağına inanıyorlar. Hoefer’ın bu yönde dile getirdiği düşünceler şu şekilde “Biz umuyoruz ki bizim çalışmamız çok büyük enerji ve güç yoğunlukları ile yük depolama aygıtlarında elektrodlar gibi yararlanılan karbon nanotüpler gelecekte bir kıvılcım uyandıracak bu alanda.”.
Hazırlayan: Gökhan Atmaca – KuarkMNB
Daha fazla bilgi: “Determination and enhancement of the capacitance contributions in carbon nanotube based electrode systems,” Applied Physics Letters. M. Hoefer and P.R. Bandaru.
Kaynak: http://www.physorg.com/news177865593.html
