0
Posted by PolimerNedir | Posted in Biyopolimer, Enerji, Teknoloji | Posted on 01-10-2009
İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’nden bir grup bilimadamı sayesinde, gece defterimize yazı yazarken ışığa ihtiyaç duymayacağız, çünkü sayfaların bünyesindeki dahili pil sayesinde defter sayfaları kendi kendini aydınlatabilecek! Kağıdı oluşturan selülozdan üretilen yeni nesil piller için aklımıza ilk gelen uygulamalar bunlar…
Albert Mihranyan ve araştırma grubunun hazırladığı rapora göre, bilimadamları metal parçalardan oluşmayan, hafif, çevre-dostu, ve ucuz piller üretmeye çalışıyorlar. Bu parametrelere cevap verebilecek en ümit verici malzemeler iletken polimerler ya da başka bir deyişle “plastik elektronikler”dir. İletken polimerlerden polipirol (PPy), ümit veren bir malzeme olmasına rağmen, genellikle, ticari pillerde kullanmak için verimsiz olduğu düşünülür. Ancak, yapılan son araştırmalarda çıkan sonuca göre PPy, belli bir alt tabakanın (substrate) üzerine geniş alanlarda kaplama olarak kullanıldığında ve bu polimer kaplamanın kalınlığı dikkatlice kontrol edildiğinde, PPy’nin yükleme kapasitesi ve yükleme ve boşalma hızları etkili şekilde geliştirilebilmektedir.
Üretilen yeni polimer bazlı pilin sırrı ise herbir selüloz elyafın (fiberin) üzerine kaplanmış homojen ve kesintisiz nano-incelikteki polipirol kaplamasında saklı. Özel bir tür algden (algea) çıkarılan bu selülozdan hazırlanmış elyafların kağıt sayfası olarak kalıplanması sırasında elde edilen istisnai derecede yüksek içsel gözeneklilik, normalde üretilen bir kağıda göre 100 kat daha fazla yüzey alanı yaratabiliyor. Böylece bu yeni üretilen pil çok verimli bir şekilde elektriği tutabiliyor ve boşaltabiliyor.
Polipirol ve algden çıkarılmış selüloz, çevre-dostu pil üretmek için gerekli kilit bileşenler olarak veriliyor. Ayrıca, araştırmacılara göre bu malzemeler esneklikleri sayesinde beraber rulolanarak kompakt enerji depolama aygıtları üretimine imkan verebilir, ve kolayca geri-dönüştürülebilirler.
Pil hücresinin yaratıcı tasarımı, şaşırtıcı derecede kolay olduğu kadar ayni zamanda zekice de. Her iki elektrot da kompozit kağıdın aynı parçalarından oluşur ve elektrolit olarak çalışan, sodyum klorür emdirilmiş filtre kağıdı ile birbirlerinden ayrılmışlardır. Voltaj farkı yaratılmasını sağlayan tek etken polipirol tabakasının yükseltgenmiş (oksitlenmiş) ve indirgenmiş formları arasındaki farktır. Geleneksel pillere oranla daha hızlı sarj edilebilen bu piller, tekstil ve paketleme endüstrisi gibi esnek elektroniklere ihtiyaç duyulan uygulamalarda kullanılabilir. Ya da başka bir alternatif olarak, gelecekte, metrekarelerce büyüklükteki elektrotlardan oluşmuş düşük maliyetli ama geniş ve büyük enerji depolama cihazları üretilebilir.
Araştırmanın detaylarını öğrenmek için, polimer bilimi camiasındaki saygın dergilerden biri olan NanoLetters‘taki makaleyi inceleyebilirsiniz: Strømme et al. Ultrafast All-Polymer Paper-Based Batteries. Nano Letters, 2009; 090909080116041 DOI: 10.1021/nl901852h
Kaynak: C&EN ve ScinceDaily (Eylül 2009)
Bu yazı toplamda 109, bugün ise 0 kez görüntülenmiş