ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวใหม่สามารถเพิ่มความจุในการเก็บข้อมูลได้ถึง 3,000%

ในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่ตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ Energy Letters (สหรัฐอเมริกา) นักวิจัยจากภาควิชาเครื่องมือวัดและฟิสิกส์ประยุกต์ (IAP) ของสถาบันวิทยาศาสตร์อินเดีย (IISc) ได้ใช้ทรานซิสเตอร์ผลสนาม (FET) เป็นตัวรวบรวมแทนอิเล็กโทรดโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในตัวเก็บประจุในปัจจุบัน

“การใช้ FET เป็นอิเล็กโทรดสำหรับ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ถือเป็นแนวทางใหม่ในการควบคุมประจุในตัวเก็บประจุ” Abha Mishra ศาสตราจารย์ IAP และผู้เขียนผลการศึกษากล่าว

การสลับชั้นของ MoS2 และกราฟีนที่มีความหนาเพียงไม่กี่อะตอมช่วยเพิ่มการเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอน

โดยทั่วไปตัวเก็บประจุกระแสไฟฟ้าจะใช้ขั้วไฟฟ้าออกไซด์ของโลหะ ซึ่งจำกัดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ดังนั้น นักวิจัยจึงตัดสินใจที่จะสร้างทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามแบบผสม ซึ่งประกอบด้วยชั้นสลับกันของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ (MoS2) และกราฟีน

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ขนาดเล็กที่มีความสามารถในการจัดเก็บและการบีบอัดที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลในปัจจุบัน ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความจุของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวใหม่จะมีการเพิ่มขึ้นอย่างน่าประทับใจถึง 3,000% ซึ่งทำให้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดเล็กสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้จำนวนมาก

ขนาดของอุปกรณ์ยังมีขนาดกะทัดรัดกว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ในปัจจุบันมาก ทำให้เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ไฟสาธารณะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ยานยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์ ทางการแพทย์

ตามที่นักวิจัยได้กล่าวไว้ ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวใหม่นี้จะรวมเอาข้อดีที่สุดของแบตเตอรี่และคาปาซิเตอร์เข้าด้วยกัน นั่นคือสามารถจัดเก็บและปล่อยพลังงานจำนวนมากได้ ทำให้คุณสมบัติดังกล่าวนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป เนื่องจากซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เหล่านี้มีขนาดเล็กมาก จึงไม่สามารถมองเห็นได้หากไม่มีกล้องจุลทรรศน์ และกระบวนการผลิตต้องอาศัยความแม่นยำสูง

ในอนาคตนักวิจัยมีแผนที่ จะสำรวจ ความเป็นไปได้ในการทดแทน MoS2 ด้วยวัสดุอื่นเพื่อเพิ่มความจุในการจัดเก็บของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์นี้ต่อไป

(ตามข้อมูลจาก Devsday)

แหล่งที่มา