نانو الیاف الماس ۳ برابر باتری‌های لیتیوم یون انرژی ذخیره می‌کند

محققان استرالیایی به روشی برای ذخیره انرژی در نانو الیاف کربن دست یافته‌اند که سه برابر بیش از باتری‌های لیتیوم یون ظرفیت دارند.

لپتاپ‌ها و گوشی‌های هوشمند در دهه اخیر شاهد پیشرفت‌های چشمگیری بوده‌اند؛ برای مثال ظرفیت حافظه یا رم آنها ده برابر رشد کرده و از نظر توان پردازش هم قابل قیاس با یک دهه قبل نیستند اما از نظر تامین انرژی هنوز حرف چندانی برای گفتن ندارند. ظرفیت پایین باتری ‌باعث شده موبایل‌ها در کمتر از ۴۸ ساعت به شارژ مجدد نیاز پیدا کنند و حتی ترفندهایی مثل مصرف هوشمند و فناوری اولد هم دردی از آنها دوا نکرده؛ حالا اما محققان به روش جدیدی برای ذخیره انرژی پی برده‌اند که نه تنها ظرفیت باتری را به ۳ برابر می‌رساند بلکه امنیت آنرا هم دوچندان می‌کند.

محققان «دانشگاه کویینزلند» استرالیا در طرح پیشنهادی خود برای ذخیره انرژی از بسته‌های نانو الیاف الماس استفاده کرده‌اند که به خاطر ویژگی‌های منحصر به فرد فیزیکی از مدت‌ها قبل مورد توجه دانشمندان بوده‌اند.

این بسته‌ها از الیاف بسیار ریز و تک بعدی کربن تشکیل شده که با کشیدن یا تاباندن می‌توان از آن برای ذخیره انرژی مکانیکی بهره برد. دکتر «Haifei Zhan»، پژوهشگر این پروژه می گوید:

«مثل زمانی که اسباب بازی کوکی بچه ها حرکت می‌کند اینجا هم بعد از رها کردن الیاف تاب خورده انرژی آزاد می‌شود. با پیدا کردن سیستمی برای کنترل توان آزاد شده می‌توان از آن برای ذخیره و تامین انرژی مورد نیاز در زمینه‌های متعددی استفاده کرد.»

این تیم برای برآورد چگالی انرژی یک بسته فرضی از نانو الیاف الماس مدلی کامپیوتری را طراحی کردند که بر اساس آن چنین سیستمی توانایی ذخیره ۱.۷۶ مگاژول انرژی به ازای هر کیلوگرم را دارد که تقریبا چهار یا پنج برابر بیشتر از فنر فولادی و ۳ برابر بیشتر از باتری لیتیوم یون است.

علاوه بر این سیستم مذکور به خاطر فقدان واکنش‌های الکتروشیمیایی رایج در باتری لیتیوم یون ریسک‌های نشت، عدم واکنش و انفجار را ندارد. Zhan در این باره می‌گوید:

«سامانه‌های ذخیره شیمیایی در دمای بسیار بالا خطر انفجار و در دماهای پایین امکان غیرفعال شدن دارند. نشت این باتری‌ها هم آلودگی محیطی را در پی دارد اما سیستم مکانیکی فاقد این مشکلات است و همین مزیت آنرا به گزینه‌ای مناسب برای تعبیه در دستگاه‌های درون بدن تبدیل می‌کند.»

از نظر تیم توسعه دهنده کاربردهای این سیستم از نسل بعدی خطوط انتقال نیرو، ربات‌ها و تجهیزات هوافضا گرفته تا گجت‌های پوشیدنی و ایمپلنت‌های قابل کاشت در مغز و قلب را شامل می‌شود.