Joseph Goebbels
4th August 2011, 07:03 PM
محققان در آمريكا با فعال كردن اكسيد گرافيت شكل جديدي از كربن توليد كرده‌اند. اين ماده در سرتاسر ساختار سه‌بعدي خود داراي خلل و فرج نانومتري و ديوارهاي منحني‌شكلي به ضخامت يك اتم است. اين گروه همچنين متوجه شده است كه اين ماده به طور استثنايي يك ماده الكترودي عالي براي ابرخازن‌ها است كه اجازه مي‌دهد چنين افزاره‌هاي ذخيره انرژي در گستره‌ي وسيع‌تري از كاربردها استفاده شوند.
http://www.nano.ir/news/attach/9495.JPG
ريزنگار الكتروني با دقت اتمي از ساختار اكسيد گرافيت فعال‌شده. اين تصوير نشان مي‌دهد كه اين ماده شامل صفحه‌هاي منفردي از كربن بلوري است كه براي تشكيل يك شبكه سه بعدي نانومتخلخل انحناي زيادي پيدا كرده اند. خازن‌ها افزاره‌هايي هستند كه بار الكتريكي را روي دو صفحه رساناي جدا شده بوسيله يك شكاف عايق، ذخيره مي‌كنند. هرچه سطح ويژه خازن بزرگ‌تر باشد، ظرفيت ذخيره بار آن نيز بيشتر است. ابرخازن‌ها كه به خازن‌هاي لايه‌ي دوگانه الكتريكي يا خازن‌هاي الكتروشيميايي نيز معروف هستند، بواسطه لايه دوگانه‌اي كه هنگام اعمال ولتاژ در يك فصل‌مشترك الكترود – الكتروليت تشكيل مي‌شود، بار الكتريكي بيشتري ذخيره مي‌كنند. با اينكه اين افزاره‌ها اخيرا در كاربردهايي نظير گوشي تلفن همراه استفاده شده‌اند، اما چگالي ذخيره‌ي انرژي نسبتا كم‌شان در مقايسه با باتري‌ها، استفاده از آنها را محدود كرده است.
اكنون رودني رواف از دانشگاه تگزاس و همكارانش شكل جديدي از كربن نانومتخلخل با سطح ويژه بسيار بالا ساخته‌اند. اين ماده كربني شامل شبكه نانومتخلخل سه‌بعدي پيوسته‌اي با ديوارهايي به ضخامت يك اتم منفرد است كه داراي كسر بزرگي از كربن منحني‌شكل منفي شبيه به باكي‌بال‌ها است. اين محققان اين ماده را براي ساختن يك ابرخازن دوالكترودي داراي ظرفيت انرژي و توان بر واحد جرم بالا، استفاده كردند. نكته مهم اين است كه اين گروه ادعا مي‌كند كه فرآيند استفاده شده براي ساخت اين شكل از كربن را مي‌توان براي توليد مقادير صنعتي اين ماده افزايش مقياس داد.
اين محققان ابتدا نمونه‌هاي گرافيت را تبديل به اكسيد گرافيت كردند و سپس از ميكروموج‌ها براي توليد آنچه آنها اكسيد گرافيت منبسط شده ميكروموجي (MEGO) ناميده‌اند، استفاده كردند. در مرحله بعد MEGO حاصله با هيدرواكسيد پتاسيم اصلاح شد، بطوري كه سطحش با مواد شيميايي پوشيده شد. بعد از گرم كردن در دماي 800 درجه سلسيوس براي حدود يك ساعت در يك گاز بي‌اثر، MEGO فعال شده بدست آمد.
اين دانشمندان ماده كربني بدست آمده را بصورت موفقيت‌آميزي بعنوان الكترود در يك ابرخازن استفاده كردند. سطح ويژه ماده كربني جديد اين محققان بيش از 3100 مترمربع بر گرم است كه حتي از سطح ويژه كربن فعال نيز بزرگ‌تر است.
اين محققان جزئيات نتايج كار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Science منتشر كرده‌اند.http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9495
http://www.nano.ir/news/attach/9495.JPG
ريزنگار الكتروني با دقت اتمي از ساختار اكسيد گرافيت فعال‌شده. اين تصوير نشان مي‌دهد كه اين ماده شامل صفحه‌هاي منفردي از كربن بلوري است كه براي تشكيل يك شبكه سه بعدي نانومتخلخل انحناي زيادي پيدا كرده اند. خازن‌ها افزاره‌هايي هستند كه بار الكتريكي را روي دو صفحه رساناي جدا شده بوسيله يك شكاف عايق، ذخيره مي‌كنند. هرچه سطح ويژه خازن بزرگ‌تر باشد، ظرفيت ذخيره بار آن نيز بيشتر است. ابرخازن‌ها كه به خازن‌هاي لايه‌ي دوگانه الكتريكي يا خازن‌هاي الكتروشيميايي نيز معروف هستند، بواسطه لايه دوگانه‌اي كه هنگام اعمال ولتاژ در يك فصل‌مشترك الكترود – الكتروليت تشكيل مي‌شود، بار الكتريكي بيشتري ذخيره مي‌كنند. با اينكه اين افزاره‌ها اخيرا در كاربردهايي نظير گوشي تلفن همراه استفاده شده‌اند، اما چگالي ذخيره‌ي انرژي نسبتا كم‌شان در مقايسه با باتري‌ها، استفاده از آنها را محدود كرده است.
اكنون رودني رواف از دانشگاه تگزاس و همكارانش شكل جديدي از كربن نانومتخلخل با سطح ويژه بسيار بالا ساخته‌اند. اين ماده كربني شامل شبكه نانومتخلخل سه‌بعدي پيوسته‌اي با ديوارهايي به ضخامت يك اتم منفرد است كه داراي كسر بزرگي از كربن منحني‌شكل منفي شبيه به باكي‌بال‌ها است. اين محققان اين ماده را براي ساختن يك ابرخازن دوالكترودي داراي ظرفيت انرژي و توان بر واحد جرم بالا، استفاده كردند. نكته مهم اين است كه اين گروه ادعا مي‌كند كه فرآيند استفاده شده براي ساخت اين شكل از كربن را مي‌توان براي توليد مقادير صنعتي اين ماده افزايش مقياس داد.
اين محققان ابتدا نمونه‌هاي گرافيت را تبديل به اكسيد گرافيت كردند و سپس از ميكروموج‌ها براي توليد آنچه آنها اكسيد گرافيت منبسط شده ميكروموجي (MEGO) ناميده‌اند، استفاده كردند. در مرحله بعد MEGO حاصله با هيدرواكسيد پتاسيم اصلاح شد، بطوري كه سطحش با مواد شيميايي پوشيده شد. بعد از گرم كردن در دماي 800 درجه سلسيوس براي حدود يك ساعت در يك گاز بي‌اثر، MEGO فعال شده بدست آمد.
اين دانشمندان ماده كربني بدست آمده را بصورت موفقيت‌آميزي بعنوان الكترود در يك ابرخازن استفاده كردند. سطح ويژه ماده كربني جديد اين محققان بيش از 3100 مترمربع بر گرم است كه حتي از سطح ويژه كربن فعال نيز بزرگ‌تر است.
اين محققان جزئيات نتايج كار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Science منتشر كرده‌اند.http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9495