Maryland Üniversitesi Baltimore County (UMBC) araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir çalışma, burulmuş karbon nanotüplerin, lityum iyon pillerden üç kat daha fazla enerji depolama kapasitesine sahip olduğunu ortaya koydu. Bu buluş, karbon nanotüplerin medikal implantlar ve sensörler gibi hafif, kompakt ve güvenli enerji depolama cihazlarında kullanılmak üzere umut verici bir çözüm sunduğunu gösteriyor. Araştırmanın bulguları, Nature Nanotechnology dergisinde yayımlandı.
Çalışma, Japonya'dan Suwa Üniversitesi ve Shinshu Üniversitesi ile Hindistan'dan CAST araştırma merkezinden araştırmacıların katılımıyla gerçekleştirildi. UMBC'de 2022'de başlayan projeye liderlik eden Sanjeev Kumar Ujjain, karbon nanotüplerin enerji depolama potansiyelini araştırmak amacıyla geliştirdiği burulmuş nanotüp “iplikleri” test etti. Preety Ahuja, araştırmanın malzeme karakterizasyonu kısmında kritik bir rol oynadı.
KARBON NANOTÜPLERİNİN YENİLİKÇİ ÖZELLİKLERİ
Karbon nanotüpleri, sadece bir atom kalınlığında olan saf karbon tabakalarından yapılmış, hafif, güçlü ve çelikten 100 kat daha dayanıklı olan yapıtlardır. Bu özellikleri sayesinde, uzay asansörleri gibi geleceği şekillendirecek teknolojilerde kullanılmak üzere incelenmektedir. UMBC ve diğer araştırmacılar, ticari olarak temin edilebilen karbon nanotüplerden “iplikler” üretip, bu iplikleri güç ve esneklik kazandıracak şekilde farklı maddelerle kapladılar.
ENERJİ DEPOLAMA KABİLİYETLERİNİN ETKİLEYİCİ SONUÇLARI
Araştırma ekibi, karbon nanotüp ipliklerin ne kadar enerji depolayabileceğini test etmek için iplikleri burarak, ipliklerin çözülmesiyle serbest bırakılan enerjiyi ölçtü. Sonuçlar, en verimli ipliklerin, çelik yaylardan 15.000 kat daha fazla enerji depoladığını ve lityum iyon pillerden üç kat daha fazla enerji kapasitesine sahip olduğunu ortaya koydu. Ayrıca, depolanan enerji, -60 °C ile +100 °C arasındaki sıcaklıklarda sabit kalmakta ve vücuda zarar vermeyen malzemelerle yapılmaktadır.
GELECEKTEKİ UYGULAMALAR
Kumar Ujjain, “Yüzyıllardır insanlar enerji depolamak için mekanik yaylar kullanıyor. Bu araştırma, burulmuş karbon nanotüplerin mekanik enerji depolama konusunda büyük potansiyele sahip olduğunu gösteriyor,” dedi. CAST ekibi, bu teknoloji ile bir sensör prototipi geliştirmeyi planlıyor.
Araştırma, karbon nanotüplerin enerji depolama alanındaki potansiyelini daha da keşfetmeye devam ediyor ve ilerleyen yıllarda bu teknolojinin daha geniş kullanım alanları bulması bekleniyor.
