افزایش قابل توجه ذخیره انرژی خورشیدی با الکترود جدید پایه گرافنی

محققان استرالیایی با الهام از جهان گیاهان موفق به ابداع الکترود جدیدی شده اند که میتواند ذخیره انرژی خورشیدی را تا 3000 درصد افزایش دهد.

این فناوری قابل انعطاف است و میتواند مستقیما به سلول های خورشیدی متصل شود، به عبارت دیگر، ابداع این فناوری محققان را به ساخت تلفن های هوشمند و لپ تاپ هایی که انرژی خود را از خورشید میگیرند و هرگز انرژی آنها تمام نمیشود، یک گام نزدیکتر کرده است.
مشکل عمده در مورد استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع قابل اعتماد انرژی، کشف روشی موثر برای ذخیره سازی آن برای استفاده های بعدی است، به طوری که در طول زمان هیچ نشتی پیدا نکند.
برای این منظور، مهندسان در حال رو آوردن به ابرخازن ها هستند، نوعی فناوری که میتواند بسیار سریع شارژ شود و انرژی را در پالس های زیاد آزاد کند. اما در حال حاضر ابرخازن ها از عهده ذخیره سازی مقدار کافی انرژی به طوری که به عنوان باتری های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرند، برنمیایند.
براین اساس، گروهی از محققان دنشگاه RMIT در ملبورن استرالیا تصمیم گرفتند چگونگی ذخیره سازی مقدار زیادی از انرژی را در یک فضای کوچک توسط ارگانیسم های زنده بررسی کنند.
آنها برگ های مبتنی بر فراکتال یک گیاه رایج را در آمریکای شمالی به نام western swordfern بررسی کردند.
فراکتال (Fractal) ساختاری هندسی است که با بزرگ کردن هر بخش از این ساختار به نسبت معین، همان ساختار نخست به دست آید.
به گفته آنها، برگ های این گیاه مملو از رگ هایی است که آنها را برای ذخیره سازی انرژی و انتقال آب به اطراف این گیاه بسیار کارامد میسازد.
محققان خاطر نشان کردند که الکترود ما بر پایه این اشکال فراکتال - که مانند ساختارهای کوچک در دانه های برف خود تکثیر شونده هستند - ساخته شده است و از این طراحی طبیعی - کارامد برای تقویت ذخیره سازی انرژی در سطخ نانو استفاده کردیم.
محققان برای ساخت الکترود بسیار رسانا از لیزرهایی برای دستکاری گرافن استفاده کردند. سپس با استفاده از یک طراحی مبتنی بر فراکتال در این الکترود گرافنی و ترکیب آن با ابرخازن های موجود، به ظرفیت ذخیره سازی 30 برابری انرژی دست یافتند.
بر این اساس، درصورت موفقیت الکترود جدید ابداعی محققان، میتوان شاهد پیدایش پیل های خورشیدی متصل به ابرخازن هایی بود که توان ذخیره سازی انرژی آنها بیش از 3 هزار درصد بیشتر از مقدار انرژی است که در حال حاضر ذخیره میشود.
نمونه اولیه این الکترود در نشریه Scientific Reports منتشر شده است.