लचीली ऊर्जा भंडारण की क्षमता को बढ़ाकर currenthindi

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लचीली ऊर्जा भंडारण की क्षमता को बढ़ाकर

कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स पहनने योग्य डिस्प्ले, बायोमेडिकल एप्लिकेशन और सॉफ्ट रोबोट में मोड़, मोड़ और खिंचाव कर सकते हैं। जबकि इन उपकरणों के सर्किट तेजी से लचीले हो गए हैं, बैटरी और सुपरकैपेसिटर जो उन्हें शक्ति प्रदान करते हैं, वे अभी भी कठोर हैं। अब, एसीएस . के शोधकर्ता नैनो पत्र झुर्रीदार टाइटेनियम कार्बाइड से बने इलेक्ट्रोड के साथ एक लचीले सुपरकैपेसिटर की रिपोर्ट करें – एक प्रकार का एमएक्सईएन नैनोमटेरियल – जो बार-बार कर्षण के बाद इलेक्ट्रॉनिक चार्ज को स्टोर और रिलीज करने की क्षमता रखता है।


स्ट्रेचेबल इलेक्ट्रॉनिक्स को एक बड़ी चुनौती से पार पाना है, जो उनके भंडारण घटकों, बैटरी और सुपरकैपेसिटर की कठोर और अस्पष्ट प्रकृति है। सुपरकैपेसिटर जो संक्रमणकालीन धातु कार्बाइड, कार्बोनिट्राइड या नाइट्राइड से बने इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं, जिन्हें एमएक्सईएन कहा जाता है, में पोर्टेबल लचीले उपकरणों जैसे फास्ट चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के लिए वांछनीय विद्युत गुण होते हैं। और जिस तरह से 2D MXenes बहु-स्तरित नैनोशीट बना सकते हैं, वे इलेक्ट्रोड में उपयोग किए जाने पर विद्युत चुम्बकीय भंडारण के लिए एक बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं। हालांकि, पिछले शोधकर्ताओं को पॉलिमर और अन्य नैनोमटेरियल्स को शामिल करना पड़ा ताकि इस प्रकार के इलेक्ट्रोड मुड़ने पर टूट न जाएं, जिससे उनकी विद्युत भंडारण क्षमता कम हो जाती है। इसलिए, डेसेंग कोंग और उनके सहयोगी यह देखना चाहते थे कि सुपरकैपेसिटर में लचीलापन और खिंचाव जोड़ते समय एक लचीली टाइटेनियम कार्बाइड MEXIN फिल्म को अकॉर्डियन जैसी स्ट्रिप्स में जोड़कर इलेक्ट्रोड के विद्युत गुणों को बनाए रखा जाएगा या नहीं।

शोधकर्ताओं ने टाइटेनियम एल्यूमीनियम कार्बाइड पाउडर को हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ टुकड़ों में विघटित कर दिया और फिल्टर पर लगभग बनावट वाली फिल्म के रूप में परिष्कृत टाइटेनियम कार्बाइड नैनोशीट की परतों को पकड़ लिया। फिर उन्होंने फिल्म को पूर्व-विस्तारित ऐक्रेलिक इलास्टोमेर के एक टुकड़े पर रखा जो इसके आराम के आकार का 800% था। जब शोधकर्ताओं ने बहुलक को छोड़ा, तो यह अपनी मूल स्थिति में सिकुड़ गया, और चिपचिपे नैनोशीट को अकॉर्डियन जैसी झुर्रियों में कुचल दिया गया।

प्रारंभिक प्रयोगों में, टीम ने पाया कि सबसे अच्छा इलेक्ट्रोड 3 माइक्रोन-मोटी फिल्म से बनाया गया था जिसे बिना किसी नुकसान के और विद्युत चार्ज को स्टोर करने की क्षमता को बदले बिना बार-बार बढ़ाया और आराम किया जा सकता था। टीम ने स्ट्रेचेबल टाइटेनियम कार्बाइड इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी के बीच एक पॉलीविनाइल (अल्कोहल) -सल्फ्यूरिक एसिड जेल इलेक्ट्रोलाइट को सैंडविच करके सुपरकैपेसिटर बनाने के लिए इस सामग्री का उपयोग किया। अन्य शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एमएक्सईएन-आधारित सुपरकेपसिटर की तुलना में डिवाइस में उच्च ऊर्जा अपव्यय क्षमता थी, लेकिन नैनोशीट्स को क्रैक किए बिना इसमें 800% तक का खिंचाव भी था। यह 1,000 बार खींचे जाने, या मुड़ने या मुड़ने के बाद अपनी ऊर्जा भंडारण क्षमता का लगभग 90% बरकरार रखता है। शोधकर्ताओं का कहना है कि उनके सुपरकैपेसिटर का उत्कृष्ट ऊर्जा भंडारण और विद्युत स्थिरता स्ट्रेचेबल ऊर्जा भंडारण उपकरणों और पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के लिए आकर्षक है।


वैज्ञानिकों ने उच्च ऊर्जा वाले कम घनत्व वाले लचीले सुपरकैपेसिटर के लिए एकीकृत इलेक्ट्रोड विकसित किए हैं


और जानकारी:
अल्ट्रासोनिक और हाई-एरिया-कैपेसिटेंस सुपरकैपेसिटर के लिए क्रुम्प्ड एमएक्सआईएन इलेक्ट्रोड, नैनो पत्र (२०२१)। डीओआई: 10.1021 / acs.nanolet.1c02071

अमेरिकन केमिकल सोसाइटी द्वारा प्रदान किया गया

गुणों का वर्ण – पत्र: लचीले ऊर्जा भंडारण की खींचने की क्षमता (2021, 8 सितंबर) 11 सितंबर, 2021 को https://phys.org/news/2021-09-capity-flexible-energy-storage.html से प्राप्त किया गया।

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