Hiilinanoputket yllättävät

Kansainvälinen tutkijaryhmä, mukaan lukien kaksi tutkijaa, jotka työskentelevät nyt University of Marylandin on osoittanut, että kierretyt hiilinanoputket voivat varastoida kolme kertaa enemmän energiaa massayksikköä kohti kuin edistyneet litiumioniakut.

Löydös voi edistää hiilinanoputkia lupaavana ratkaisuna energian varastointiin laitteissa, joiden on oltava kevyitä, kompakteja ja turvallisia, kuten lääketieteelliset implantit ja anturit.

Tutkijat tutkivat yksiseinäisiä hiilinanoputkia, jotka ovat kuin pillejä, jotka on valmistettu vain 1 atomin paksuisista puhtaista hiililevyistä. Hiilinanoputket ovat kevyitä, suhteellisen helppoja valmistaa ja noin 100 kertaa vahvempia kuin teräs.

Tutkiakseen hiilinanoputkien mahdollisuuksia varastoida energiaa UMBC-tutkijat ja heidän kollegansa valmistivat hiilinanoputkien "köysiä" kaupallisesti saatavista nanoputkien nipuista. Vedettyään ja kiertämällä putket yhdeksi kierteeksi tutkijat pinnoittivat ne eri aineilla, joiden tarkoituksena oli lisätä köysien lujuutta ja joustavuutta.

Tiimi testasi, kuinka paljon energiaa köydet pystyivät varastoimaan kiertämällä niitä ja mittaamalla energiaa, joka vapautui köysien purkautuessa. He havaitsivat, että parhaiten toimivat köydet pystyivät varastoimaan 15 000 kertaa enemmän energiaa massayksikköä kohti kuin teräsjouset ja noin kolme kertaa enemmän energiaa kuin litiumioniakut.

Varastoitu energia pysyy tasaisena ja saatavilla lämpötiloissa -60 - +100 °C. Hiilinanoputkiköysien materiaalit ovat myös ihmiskeholle turvallisempia kuin akuissa käytetyt.

"Ihmiset ovat pitkään varastoineet energiaa mekaanisiin kierrejousiin laitteiden, kuten kellojen ja lelujen, tehostamiseksi", Kumar Ujjain sanoo. "Tämä tutkimus osoittaa, että kierretyillä hiilinanoputkilla on suuri potentiaali mekaaniseen energian varastointiin, ja olemme innoissamme voidessamme jakaa uutisen maailman kanssa."

Hän kertoo myös, että tutkijatiimi työskentelee jo kierrettyjen hiilinanoputkien sisällyttämiseksi energialähteeksi kehittämäänsä prototyyppisensoriin.

Aiheesta aiemmin:

Hiilinanoputket käyttöön

Hiilinanoputkia ja atomeja energian varastoinnille