Yüksek enerji saklama özelliğine sahip nanokapasitörler geliştiriliyor

Elektronik cihazlar için, yüksek enerji saklama kapasitesinin yanında hızlı şarj edilebilme ve istendiğinde ani güç verebilme özelliğine sahip ideal pil arayışı sürüyor. Günümüz aygıtları bu özelliklerin yalnız birine sahip. Kapasitörler yüksek güç verebiliyor, piller ise yüksek enerji saklayabiliyor.

Maryland Üniversitesi’nden (ABD) araştırmacılar şimdi bu iki özelliğe sahip bir nanokapasitör geliştiriyorlar. Nano ölçekteki elektrostatik kapasitör dizilerinin yaratıcıları, kimya profesörü Sang Bok Lee ve Maryland NanoCenter’in direktörü Gary Rubloff.

Nanokapasitör, geliştirme sürecinin başında ve pratik kullanımı için daha büyük ölçeklerde üretilmeleri gerekiyor. Buna rağmen, benzerlerinden 10 kat daha fazla enerji saklama kapasitesine sahip olan bu yeni aygıt umut vaat ediyor.

Elektrostatik kapasitör, yapı olarak türünün en basit örneği. İki metal plaka ve aralarındaki yalıtıcı tabakadan oluşan bu kapasitörde enerji saklama kapasitesi metal plakaların yüzey alanı ile doğru orantılı. Maryland’deki araştırmacılar, nanofabrikasyon teknikleri kullanarak bu yüzey alanını artırmışlar. Bunun için de düzlemsel elektrotlar değil, yalıtkan nanodeliklerin içine derinlemesine giren silindirik yapılar oluşturmuşlar.

Araştırmacılar, bu hafta Nature Nanotechnology dergisinde çıkan makalede, 125 mikrometre genişliğinde ve her biri 1 milyon nanokapasitör içeren dizileri tanıttılar. Her dizinin yüzey alanı, benzer boyutlardaki geleneksel kapasitörlere göre 250 kat daha büyük yüzey alanına sahip. Dizilerin santimetrekare başına kapasitans değeri yaklaşık 100 mikrofarad. Her bir nanokapasitörün toplam kalınlığının yalnızca 25 nanometre olması, belirli bir alanda daha fazla enerji depolanabilmesini sağlıyor.

Pratik kullanım için, milyarlarca nanokapasitörden oluşan daha büyük dizilerin yapılması gerekiyor. Ayrıca bu büyük dizilerin birbirine bağlanması da ayrı bir üretim problemi olarak görülüyor.

MIT Technology Review