நெகிழ்வான மீ-மின்தேக்கிகள் வலையமைப்பு பேட்டரி ஆயுளின் அதிகரிப்பு

ஸ்மார்ட்வாட்ச்கள், ஃபிட்னஸ் டிராக்கர்கள் மற்றும் பிற இன்டர்நெட் சாதனங்கள், சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தின் மேம்பட்ட தொழில்நுட்ப நிறுவனம் (ATI) மற்றும் பிரேசிலின் பெடரல் பல்கலைக்கழகம் (UFPel) ஆகியவற்றின் புதிய, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த ஆற்றல் ஆராய்ச்சியின் மூலம் அவற்றின் பேட்டரி ஆயுளுக்கு குறிப்பிடத்தக்க ஊக்கத்தைப் பெறலாம்.

கிராஃபீனின் நானோஷீட்களில் இருந்து எப்படி மீ-மின்தேக்கிகள் உருவாக்க முடியும் என்பதை ஒரு புதிய ஆய்வு காட்டுகிறது. ஷூக்கள், ஆடைகள் மற்றும் பாகங்கள் போன்றவற்றில் எளிதில் இணைக்கக்கூடிய ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனங்களை உருவாக்க அவை பயன்படுத்தப்படலாம்.

சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் ரவி சில்வா, 5G மற்றும் எதிர்கால மொபைல் தொழில்நுட்பத்தின் முழுத் திறனையும் அடைவதை உறுதி செய்வதற்கு மீ-மின்தேக்கிகள் முக்கியம் என்று கூறியுள்ளார். மீ-மின்தேக்கிகள் அணியக்கூடிய சாதனங்களின் ஆயுட்காலத்தை நிச்சயமாக நீட்டிக்க முடியும். ஆனால் அவை சுயமாக இயங்கும் வாகனங்களில் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும் விதத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் AI உதவி ஸ்மார்ட் உணரிகள் நம் அனைவருக்கும் ஆற்றலைச் சேமிக்க உதவும். இதனால்தான் இந்த நம்பமுடியாத பயனுள்ள ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்க குறைந்த விலை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நட்பு வழியை உருவாக்குவது முக்கியம். “மீ-மின்தேக்கிகள் பெரியதாக இருக்கும்.”

மீ-மின்தேக்கிகள் பேட்டரிகளைப் போலவே மின்சாரத்தையும் சேமித்து வெளியிடுவதற்கான ஒரு வழியாகும். ஆனால் அவை வழக்கமான பேட்டரிகளை விட வேகமாக மின்னூட்டம் மற்றும் மின்னிறக்கம் செய்யும் நேரங்களுடன் அவ்வாறு செய்கின்றன. கார்பன் நானோகுழாய்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் நெகிழ்வான மீ-மின்தேக்கிகள் மின்முனைகளை உற்பத்தி செய்வதற்கான புதிய செயல்முறையை ஆராய்ச்சி குழு விவரிக்கிறது. இந்த முறையானது, மலிவானது மற்றும் குறைவான நேரத்தை எடுத்துக்கொள்வது, சீரமைக்கப்பட்ட கார்பன் நானோகுழாய் (CNT-carbon nanotube) வரிசைகளை சிலிக்கான் மேற்பரப்பில் இருந்து பாலிடிமெதில்சிலோக்சேன் (PDMS- polydimethylsiloxane) அணிக்கோவைக்கு மாற்றுவதை உள்ளடக்குகிறது. இது பாலிஅனைலின் (PANI- polyaniline) எனப்படும் ஒரு பொருளில் பூசப்படுகிறது, இது “மாயமின்தேக்குதிறன்(pseudocapacitance)” எனப்படும் ஒரு பொறிமுறையின் மூலம் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது, இது விதிவிலக்கான இயந்திர ஒருமைப்பாட்டுடன் சிறந்த ஆற்றல் சேமிப்பு பண்புகளை வழங்குகிறது.

குழு மேம்படுத்தப்பட்ட, மெல்லிய மீ-மின்தேக்கியை உருவாக்கியுள்ளது, இது பல்வேறு வளைவு நிலைகளில் பல சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் அதன் பெரும்பாலான கொள்ளளவைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. இது அதன் வலிமை, நீண்ட ஆயுள் மற்றும் செயல்திறன் ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது.

ரபேல் பால்போனி, Ph.D. UFPel-ல் உள்ள மாணவர், “ATI இல் பணிபுரிவது தொழில்துறையில் நேர்மறையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும், மேலும் நமது சூழல் நம்பமுடியாத அளவிற்கு நிறைவடைந்துள்ளது. எனது மேற்பார்வையாளர் பேராசிரியர் சில்வா மற்றும் சர்ரேயில் உள்ள ஒட்டுமொத்த குழுவும் என்னை ஒரு மதிப்புமிக்க உறுப்பினராக உணர வைத்தது. இது என்னால் மறக்க முடியாத அனுபவம்.” என்று கூறினார்.

References:

• Rewatkar, P., Nath, D., Kumar, P. S., Suss, M. E., & Goel, S. (2022). Internet of Things enabled environmental condition monitoring driven by laser ablated reduced graphene oxide based Al-air fuel cell. Journal of Power Sources, 521, 230938.
• Zhang, Y., Gao, X., Zhang, Y., Gui, J., Sun, C., Zheng, H., & Guo, S. (2022). High-efficiency self-charging power systems based on performance-enhanced hybrid nanogenerators and asymmetric supercapacitors for outdoor search and rescue. Nano Energy, 92, 106788.
• Jayakumar, H., Lee, K., Lee, W. S., Raha, A., Kim, Y., & Raghunathan, V. (2014, August). Powering the internet of things. In Proceedings of the 2014 international symposium on Low power electronics and design(pp. 375-380).
• Lethien, C., Le Bideau, J., & Brousse, T. (2019). Challenges and prospects of 3D micro-supercapacitors for powering the internet of things. Energy & Environmental Science, 12(1), 96-115.