ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ใหม่สามารถเพิ่มความจุในการเก็บข้อมูลได้ 3,000%

ในการศึกษาวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ Energy Letters (USA) นักวิจัยจากภาควิชาเครื่องมือวัดและฟิสิกส์ประยุกต์ (IAP) ของสถาบันวิทยาศาสตร์อินเดีย (IISc) ได้ใช้ทรานซิสเตอร์แบบสนามผล (FET) เป็นตัวรวบรวมแทนอิเล็กโทรดโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในตัวเก็บประจุในปัจจุบัน

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

การสลับชั้นของ MoS2 และกราฟีนที่มีความหนาเพียงไม่กี่อะตอมจะช่วยเพิ่มการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

โดยทั่วไปตัวเก็บประจุกระแสไฟฟ้าจะใช้อิเล็กโทรดโลหะออกไซด์ ซึ่งจำกัดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ดังนั้นนักวิจัยจึงตัดสินใจสร้างทรานซิสเตอร์แบบไฮบริดที่มีลักษณะสนามไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยชั้นโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ (MoS2) และกราฟีนที่สลับกัน

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาซูเปอร์คาปาซิเตอร์ขนาดเล็กที่มีความจุและความกะทัดรัดที่เหนือกว่าอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลในปัจจุบัน ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความจุของซูเปอร์คาปาซิเตอร์ตัวใหม่นี้เพิ่มขึ้นอย่างน่าประทับใจถึง 3,000% ทำให้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดเล็กสามารถจัดเก็บประจุไฟฟ้าได้มหาศาล

ขนาดของอุปกรณ์ยังมีขนาดกะทัดรัดกว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ในปัจจุบันมาก ทำให้เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่ไฟสาธารณะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ยานยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์ ทางการแพทย์

นักวิจัยกล่าวว่าซูเปอร์คาปาซิเตอร์รุ่นใหม่นี้ผสานรวมจุดเด่นของทั้งแบตเตอรี่และคาปาซิเตอร์เข้าด้วยกัน นั่นคือสามารถกักเก็บและปล่อยพลังงานได้ปริมาณมาก ทำให้เป็นที่ต้องการอย่างมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่ เนื่องจากซูเปอร์คาปาซิเตอร์เหล่านี้มีขนาดเล็กมาก จึงไม่สามารถมองเห็นได้หากไม่ใช้กล้องจุลทรรศน์ และกระบวนการผลิตจึงต้องการความแม่นยำสูงมาก

ในอนาคตนักวิจัยวางแผน ที่จะสำรวจ ความเป็นไปได้ในการแทนที่ MoS2 ด้วยวัสดุอื่นเพื่อเพิ่มความจุในการจัดเก็บของซุปเปอร์คาปาซิเตอร์นี้ต่อไป

(ตาม Devsday)

แหล่งที่มา