محققان چینی با استفاده از تکنولوژی نانو موفق به ارائه شیوه ای جدید در بالا بردن گنجایش انرژی فرا خازنها شدند.
متخصصان از گذشته به دنبال ارائه راه حلی برای افزایش قابلیت ذخیره انرژی در فراخازنهایی بودند که دارای مصارف فراوانی در زمینه الکترونیک هستند.
محققان چینی در این راستا شیوه ای جدید را برای بهبود ذخیره انرژی فراخازنها(Ultracapacitors) گزارش کرده اند که می تواند کاربردی و سودمند باشد.
فراخازنها وسایل ساده ای هستند که با وارد کردن جریان الکتریکی به دو الکترود با پوششی از ماده ای متخلخل، معمولا کربن فعال شده، معلق در مایع و جمع شدن یونهای مثبت به دور یک الکترود و یونهای منفی به دور الکترود دیگر انرژی تولید می کنند.
محققان در ابتدا با جایگزینی اکسید منگنز که دارای گنجایش بیشتری نسبت به کربن فعال شده است توانستند میزان ذخیره انرژی را با افزایش رو به رو کنند اما مشاهده کردند که شدت بالای رسانایی اکسید منگنز، شارژ خازن را با ولتاژ بالا ناممکن می سازد. سپس متخصصان چینی اعلام کردند که با ایجاد علفزارهایی در قطع نانو که با ساختاری میکروسکوپی از پرزهای اکسید منگنز به اندازه 100 نانومتر و نانوتیوب های کربن ساخته شده و بر روی ورق نازکی از فلز "تانتان" واقع شده اند، می توان بدون بروز هیچ مشکلی قابلیت ذخیره را افزایش داد.
هر یک از این پرزها حداقل به دو نانو تیوب کربن متصل بوده که مانند بزرگراه الکترونی عمل می کند و ارتباط الکتریکی قدرتمندی را در میان پرزها ایجاد خواهد کرد. در این صورت از قدرت رسانایی اکسید منگنز نیز می توان در زمینه جذب یون های بیشتر سود جست.
این نانوعلفزار می تواند 10 برابر اکسید منگنز و 2 برابر الکترودهای کربنی انرژی ذخیره کرده و دارای ساختاری مقاوم در مقابل فرسایش مکانیکی باشد که این امر باعث بهبود عملکرد کلی فراخازنها خواهد شد. در عین حال انرژی این ابزار جدید بعد از 20 هزار بار پر و خالی شدن انرژی تنها با 3 درصد افت رو به رو خواهد شد.
محققان بر این باورند که محصول جدید قبل از ارائه به صنایع مختلف نیاز به مقاوم سازی بیشتر در مقابل فرسایش مکانیکی خواهد داشت زیرا در صورت استفاده از آنها در اتومبیلها، میزان پر و خالی شدن آن افزایش یافته و احتمال فرسایش زود هنگام آن وجود خواهد داشت.