ابرخازن از دمای پایین نمی ترسد

با توجه به سرعت شارژ سریع و راندمان انرژی تبدیل بالا،ابرخازنهامی توانند صدها هزار بار بازیافت شوند و ساعات کاری طولانی داشته باشند، اکنون آنها در اتوبوس های انرژی جدید اعمال شده اند.وسایل نقلیه جدید انرژی که از ابرخازن ها به عنوان انرژی شارژ استفاده می کنند، می توانند با سوار شدن و پیاده شدن مسافران از اتوبوس شروع به شارژ کنند.یک دقیقه شارژ می تواند به وسایل نقلیه جدید انرژی اجازه دهد 10 تا 15 کیلومتر سفر کنند.چنین ابرخازن هایی بسیار بهتر از باتری ها هستند.سرعت شارژ باتری ها بسیار کمتر از سوپر خازن ها است.فقط نیم ساعت طول می کشد تا 70 تا 80 درصد شارژ شود. با این حال، در محیط های با دمای پایین، عملکرد ابرخازن ها بسیار کاهش می یابد.این به این دلیل است که انتشار یون‌های الکترولیت در دماهای پایین مانع می‌شود و عملکرد الکتروشیمیایی دستگاه‌های ذخیره‌سازی نیرو مانند ابرخازن‌ها به سرعت تضعیف می‌شود و در نتیجه بازده کاری ابرخازن‌ها در محیط‌های با دمای پایین بسیار کاهش می‌یابد.بنابراین آیا راهی وجود دارد که ابرخازن را در محیطی با دمای پایین حفظ کند؟ بله، ابرخازن‌های تقویت‌شده با فتوترمال، ابرخازن‌هایی که توسط تیم پژوهشی وانگ ژنیانگ، مؤسسه تحقیقات حالت جامد، مؤسسه تحقیقاتی هیفی، آکادمی علوم چین تحقیق شده‌اند.در محیط دمای پایین، عملکرد الکتروشیمیایی ابرخازن‌ها تا حد زیادی تضعیف می‌شود و استفاده از مواد الکترود با خواص فتوترمال می‌تواند به افزایش سریع دمای دستگاه از طریق اثر فتوترمال خورشیدی دست یابد که انتظار می‌رود عملکرد دمای پایین ابرخازن‌ها را بهبود بخشد. محققان از فناوری لیزر برای تهیه یک فیلم کریستالی گرافن با ساختار متخلخل سه بعدی استفاده کردند و پلی پیرول و گرافن را از طریق فناوری رسوب الکترودی پالسی برای تشکیل الکترود کامپوزیت گرافن/پلی پیرول یکپارچه کردند.چنین الکترودی ظرفیت ویژه بالایی دارد و از انرژی خورشیدی استفاده می کند.اثر فتوترمال افزایش سریع دمای الکترود و سایر خصوصیات را درک می کند.بر این اساس، محققان نوع جدیدی از ابرخازن‌های افزایش‌یافته فتوترمال را ساختند که نه تنها می‌تواند مواد الکترود را در معرض نور خورشید قرار دهد، بلکه به طور موثری از الکترولیت جامد محافظت می‌کند.در یک محیط دمای پایین 30- درجه سانتیگراد، عملکرد الکتروشیمیایی ابرخازن‌ها با پوسیدگی شدید می‌تواند به سرعت در سطح دمای اتاق تحت تابش نور خورشید بهبود یابد.در یک محیط با دمای اتاق (15 درجه سانتیگراد)، دمای سطح ابرخازن در زیر نور خورشید تا 45 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.پس از افزایش دما، ساختار منافذ الکترود و سرعت انتشار الکترولیت به شدت افزایش می‌یابد که ظرفیت ذخیره‌سازی الکتریسیته خازن را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.علاوه بر این، از آنجایی که الکترولیت جامد به خوبی محافظت می شود، میزان نگهداری خازن پس از 10000 بار شارژ و دشارژ همچنان به 85.8 درصد می رسد. نتایج تحقیقات تیم تحقیقاتی وانگ ژنیانگ در مؤسسه تحقیقاتی هیفی آکادمی علوم چین مورد توجه قرار گرفته و توسط پروژه‌های مهم تحقیق و توسعه داخلی و بنیاد علوم طبیعی حمایت شده است.امیدواریم بتوانیم در آینده ای نزدیک ابرخازن های تقویت شده فتوترمال را ببینیم و از آنها استفاده کنیم.