ساخت اَبَرخازن گیاهی با قابلیت شارژ سریع تجهیزات الکترونیکی

به گزارش روز چهارشنبه پایگاه خبری ساینس‌دیلی، ابرخازن‌ها تجهیزاتی هستند که امکان ذخیره‌سازی توان الکتریکی را دارد و برخلاف باتری‌ها قابلیت انتقال مقادیر بالایی از جریان الکتریکی را در مدت‌زمانی کوتاه فراهم می‌کنند.
معماری ابرخازن‌ها شباهت زیادی به خازن‌های معمولی دارد که از الکترودها یا صفحات فلزی برای ذخیره توان الکتریکی بهره می‌برند، اما می‌توان ابرخازن‌ها را با ابعاد مختلف تولید کرد و برای ساخت الکترودها یا صفحات درون آن‌ها از مواد مختلفی بهره گرفت.  
استفاده از مواد زیستی در تولید تجهیزات ذخیره‌سازی توان الکتریکی، با چالش‌های جدی روبه‌رو است. زیرا کنترل ویژگی‌های الکتریکی این ترکیبات دشوار که موجب تاثیر منفی بر کارآیی چرخه شارژ و تخلیه شارژ می‌شود. همچنین برای استفاده از این ترکیبات در فرآیند تولید تجهیزات الکترونیکی مستلزم به‌کارگیری فرآیندهای شیمیایی خطرناک است.
اکنون محققان برای ساخت یکی از الکترودهای ابرخازن خود از لیگنین استفاده کردند که یک پلیمر پیچیده گیاهی است که بعد از سلولز، دومین ترکیب رایج در ساختار گیاهان چوبی و غیرچوبی محسوب می‌شود. محققان این ماده را در کنار نانوذرات دی اکسید منگنز که ماده‌ای ارزان قیمت و فراوان بوده و با محیط زیست سازگار است، مورد استفاده قرار دادند تا خصوصیات الکتروشیمیایی الکترود را بهبود بخشند. در واقع این الکترود جدید دارای خصوصیات الکتروشیمیایی بسیار پایدار بوده و پس از هزاران چرخه شارژ و تخلیه شدن، تغییر قابل ملاحظه‌ای در قابلیت ذخیره توان الکتریکی ابرخازن ایجاد نمی‌شود.
اکنون محققان در تلاشند تا با بهبود ساختار این ابرخازن بتوانند آن را به صورت ۱۰۰ درصد سازگار با محیط زیست طراحی و تولید کنند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Energy Storage‌ منتشر شده است.