Znanstvenikom je uspelo ustvariti nov kondenzator, kjer je bila za osnovo vzeta navadna opeka.

Pozdravljeni dragi gostje in naročniki mojega kanala. Danes vam želim povedati o nenavadnem izumu ameriških znanstvenikov, ki jim je uspelo ustvariti popolnoma delujoč kondenzator, kjer je bila kot podlaga uporabljena rdeča opeka. Torej gremo.

Ameriškim kemikom je uspelo najpogostejšo rdečo opeko pretvoriti v kondenzatorski substrat na osnovi polimera PEDOT.

Glavna naloga znanstvenikov je bila najti takšen substrat, ki bi zagotovil veliko površino stika in v svoji sestavi vseboval železo (III) v zadostni količini. Navsezadnje je treba zagotoviti reakcijo oksidativne polimerizacije.

In kot se je izkazalo, se je navadna opeka izkazala za idealnega kandidata, še posebej, ker je poceni in lahko prenese pomembne temperaturne spremembe in mehanske obremenitve.

Prototip novega kondenzatorja je zdržal 10.000 ciklov praznjenja in polnjenja, hkrati pa je ohranil 90% prvotne kapacitete.

Znanstveniki so vse rezultate svojih raziskav objavili na straneh revije Nature Communications.

Zakaj ravno rdeča opeka

Kot veste, človeštvo že vrsto tisočletij uspešno proizvaja rdeče pečene opeke. Že opečena opeka je sestavljena iz silicija in aluminijevih oksidov ter hematita (on je tisti, ki daje barvo opeki).

Kako je bil ustvarjen kondenzator

Tako so ameriški znanstveniki pod vodstvom H. D. Arsi (Univerza v Washingtonu) se je odločil, da bo rdečo opeko uporabil kot podlago za kondenzator iz polietilen dioksiotiofena (PEDOT) prevodnih polimernih filmov.

V takih kondenzatorjih se energija shrani zaradi Faradayeve reakcije, ki poteka v polimeru.

Za nanos sloja polimernega filma PEDOT na opeko je bila razvita celotna tehnologija. Med obdelavo je rdeča opeka spremenila svojo barvo v temno modro, ker se je na njej oboril polimer.

Znanstvenikom je uspelo doseči največjo debelino plasti 400 mikronov, medtem ko je dolžina enega polimernega vlakna 30 mikrometrov, njegov premer pa ne presega 190 nanometrov.

Po nanosu so bile na opeke pritrjene kovinske elektrode (zaščitene z epoksidnim filmom) in preizkušene kot kondenzatorji v kombinaciji z dvema različnima elektrolitoma:

1. Z uporabo gelnega elektrolita je opečni kondenzator pokazal kapacitivnost 1,38 farad na kubični centimeter. In po 1000 ciklih polnjenja in praznjenja je njegova zmogljivost ostala na 90% od prvotne.
2. Pri uporabi tekočega elektrolita je bila kapacitivna značilnost za enako prostornino že 2,84 farada in največja napetost 2,6 volta. Kar je omogočilo napajanje LED za minuto. Le v tej zasnovi naprava ni pokazala visoke stabilnosti.

Poudariti je treba, da raziskovalci še niso izvedli natančnega izbora parametrov za eksperimentalne vzorce, temveč so preučili le možnost dela.

Zato je v prihodnosti mogoče tehnične parametre opečnega kondenzatorja popraviti za veliko boljšo stran.

Kje bodo takšni kondenzatorji uporabljeni?

Telefonov z opečnimi baterijami seveda v prihodnosti ne bomo našli, lahko pa jih uporabimo v stacionarnih instalacijah za hitro shranjevanje energije.

Znanstveniki poudarjajo tudi, da se takšni opečni kondenzatorji lahko uporabljajo tudi v gradnja (ker mehanska trdnost opeke po nanosu sloja polimera ne trpi) stanovanjska hiše.

To bo ustvarilo odličen sistem za shranjevanje energije (na primer iz sončnih kolektorjev). V skladu s predhodnimi izračuni imajo lahko takšne stene 11.500 farad na kvadratni meter površine.

Seveda je razvoj obetaven, a če želite govoriti bolj natančno, morate počakati na popolno komercialno uporabo naprave. Če vam je bil material všeč, potem ne pozabite na všečke in komentar. Hvala za pozornost!