اولین اَبَرخازن خودشارژ جهان که انرژی خورشیدی را با ۶۳٪ بازدهی ذخیره می‌کند

یک تیم تحقیقاتی همکاری‌کننده یک اَبَرخازن ذخیره‌ساز انرژی با کارایی بالا را معرفی کرده‌اند که به‌طور کارآمد انرژی خورشیدی را جمع‌آوری و ذخیره می‌کند و این گامی مهم در جهت انرژی پایدار است.

این فناوری نوین، اَبَرخازن‌ها و سلول‌های خورشیدی را ترکیب می‌کند که نشان‌دهنده یک نقطه‌عطف در پیشرفت‌های ذخیره‌سازی انرژی است.

مطالعه نوین که در مجله انرژی منتشر شده است، نشان می‌دهد که چگونه تیم تحقیقاتی قابلیت‌های اَبَرخازن‌های موجود را بهبود بخشیده است.

اَبَرخازن خودشارژ

با استفاده از مواد کامپوزیت ساخته شده از کربنات‌ها و هیدروکسیدهای نیکل‌پایه، نتایج چشم‌گیری در بهره‌وری انرژی به‌دست آمد.

تیم، یون‌های فلزی انتقالی متنوعی مانند منگنز (Mn)، کبالت (Co)، مس (Cu)، آهن (Fe) و روی (Zn) را به‌منظور افزایش رسانایی و پایداری الکترودها ترکیب کرد.

نتایج این تحقیق چشم‌گیر است. دستگاه ذخیره‌سازی انرژی جدید دارای تراکم انرژی ۳۵.۵ وات‌ساعت بر کیلوگرم (Wh kg⁻¹) است که به‌طور قابل‌توجهی از اعداد گزارش‌شده در مطالعات قبلی که معمولاً بین ۵ تا ۲۰ Wh kg⁻¹ بودند فراتر می‌شود.

علاوه بر این، تراکم توان به‌دست‌آمده به‌طور چشم‌گیری ۲۵۵۵.۶ وات بر کیلوگرم (W kg⁻¹) است که به‌طور قابل‌توجهی از نقاط مرجعی قبلی حدود ۱۰۰۰ W kg⁻¹ فراتر رفته است.

چنین قابلیت‌هایی به دستگاه اجازه می‌دهد تا توان بالایی را به‌سرعت ارائه دهد و انرژی را بلافاصله تأمین کند، به‌ویژه برای دستگاه‌هایی که نیاز به انفجارهای توان دارند.

یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی این نوآوری، دوام آن است. دستگاه پس از چرخه‌های شارژ و تخلیه متعدد، کاهش عملکرد کمی نشان می‌دهد که نشان‌دهنده قابلیت استفاده بلندمدت آن است.

این مقاومت آن را به گزینه‌ای امیدوارکننده برای کاربردهای دنیای واقعی تبدیل می‌کند.

علاوه بر قابلیت‌های ذخیره‌سازی چشم‌گیر آن، تیم تحقیقاتی موفق به ایجاد دستگاهی هیبریدی برای ذخیره‌سازی انرژی شده‌است که ترکیب سلول‌های خورشیدی سیلیکونی با اَبَرخازن‌ها را اجرا می‌کند.

۶۳٪ بازدهی

این ترکیب به سیستم اجازه می‌دهد تا انرژی خورشیدی را در زمان واقعی ذخیره و استفاده کند. به‌طور قابل‌توجهی، سیستم هیبریدی به بهره‌وری ذخیره‌سازی انرژی ۶۳٪ و بهره‌وری کلی ۵.۱۷٪ رسید.

این پیشرفت‌ها آینده روشنی را برای تجاری‌سازی راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی خودشارژ نشان می‌دهند.

“این مطالعه یک دستاورد مهم را نشان می‌دهد زیرا اولین دستگاه ذخیره‌سازی انرژی خودشارژ در کره را معرفی می‌کند که به‌طور بی‌وقفه اَبَرخازن‌ها را با سلول‌های خورشیدی ادغام می‌کند،” جئونگمین کیم، محقق ارشد در بخش نانوتکنولوژی DGIST، بر اهمیت این توسعه تأکید کرد، گفت.

با بهره‌گیری از مواد کامپوزیت مبتنی بر فلزات انتقالی، محدودیت‌های فناوری‌های سنتی ذخیره‌سازی انرژی را برطرف کرده‌ایم و یک راه‌حل انرژی پایدار ارائه داده‌ایم.

دامین لی، محقق در آزمایشگاه انرژی تجدیدپذیر دانشگاه ملی کیانگ بوک، اضافه کرد: “تیم ما متعهد به انجام تحقیقات پیگیری برای افزایش بیشتر بهره‌وری دستگاه و باز کردن پتانسیل تجاری‌سازی کامل آن است.”

توسعه این دستگاه ذخیره‌سازی انرژی خودشارژ در زمانی مهم می‌آید زیرا جهان به سمت راه‌حل‌های انرژی پاک‌تر حرکت می‌کند.

این فناوری جدید قابلیت‌های ذخیره‌سازی انرژی را افزایش می‌دهد و راه را برای استفاده کارآمدتر از انرژی خورشیدی هموار می‌کند، که با تلاش‌های جهانی برای کاهش انتشار کربن و ترویج پایداری همسو است.

همچنان که محققان به اصلاح این فناوری ادامه می‌دهند، کاربردهای بالقوه برای دستگاه‌های خودشارژ وسیع‌اند، از تأمین برق خانه‌ها گرفته تا پشتیبانی از وسایل نقلیه الکتریکی.

آینده ذخیره‌سازی انرژی با پیشرفت‌هایی که از این همکاری نوآورانه بیرون می‌آیند، امیدوارکننده به نظر می‌رسد.

به‌طور کلی، این پیشرفت نشان‌دهنده گامی مهم به سوی دستیابی به راه‌حل‌های انرژی کارآمد و پایدار است که نیازهای مصرف‌کنندگان و اهداف محیط‌زیستی گسترده‌تر را پشتیبانی می‌کند.

همکاری بین این مؤسسات تحقیقاتی یک مسیر امیدوارکننده را در پیگیری فناوری‌های پیشرفته انرژی نشان می‌دهد.