बढ़ी हुई ऊर्जा भंडारण क्षमता के साथ नया सुपरकैपेसिटर विकसित किया

नई दिल्ली: शोधकर्ताओं ने उन्नत ऊर्जा भंडारण और रिलीज क्षमता के साथ एक उपन्यास अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक सुपरकैपेसिटर विकसित किया है, जो ऑन-चिप एकीकरण द्वारा किसी भी लघु प्रणाली में तैनाती के लिए पूरी तरह कार्यात्मक और तैयार है।

मौजूदा की तुलना में बहुत छोटा और अधिक कॉम्पैक्ट होने के कारण, भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc), बेंगलुरु में विकसित सुपरकैपेसिटर का संभावित रूप से ऊर्जा-भंडारण उपकरणों की एक श्रृंखला में उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि स्ट्रीटलाइट्स से लेकर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिक कार बैटरी और चिकित्सा उपकरण, उन्होंने एक अध्ययन में कहा।

वर्तमान में, ये उपकरण बैटरी द्वारा संचालित होते हैं, जो समय के साथ अपने संग्रहीत चार्ज को खो देते हैं और इस प्रकार संग्रहीत ऊर्जा, और इसलिए, सीमित शेल्फ-लाइफ होती है। दूसरी ओर, कैपेसिटर, जबकि एक मोबाइल फोन को बिजली देने जैसे निरंतर तरीके से बिजली का निर्वहन करने में उनकी अक्षमता में सीमित है, उनके डिजाइन के कारण विद्युत ऊर्जा को लंबे समय तक संग्रहीत करने में सक्षम हैं।

सुपरकैपेसिटर दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ संयोजन करते हैं जिसमें वे बड़ी मात्रा में ऊर्जा को स्टोर कर सकते हैं और रिलीज कर सकते हैं और इसलिए, अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए अत्यधिक मांग की जाती है, जर्नल एसीएस एनर्जी लेटर्स में प्रकाशित अध्ययन। अध्ययन में कहा गया है कि हाइब्रिड फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर (FETs) का उपयोग इस सुपरकैपेसिटर के निर्माण में चार्ज कलेक्टर के रूप में किया गया था, जो मौजूदा कैपेसिटर में उपयोग किए जाने वाले धातु ऑक्साइड-आधारित इलेक्ट्रोड के विपरीत था, जो कि उनकी खराब इलेक्ट्रॉन गतिशीलता द्वारा सीमित हैं।

इंस्ट्रूमेंटेशन एंड एप्लाइड फिजिक्स (आईएपी) विभाग में प्रोफेसर और अध्ययन के संबंधित लेखक आभा मिश्रा ने कहा, "सुपरकैपेसिटर के लिए इलेक्ट्रोड के रूप में एफईटी का उपयोग कैपेसिटर में ट्यूनिंग चार्ज के लिए कुछ नया है।" मिश्रा और टीम ने मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड (MoS2) और ग्राफीन की कुछ-परमाणु-मोटी परतों को बारी-बारी से इलेक्ट्रॉन गतिशीलता बढ़ाने के लिए इन हाइब्रिड FET का निर्माण किया - जो तब सोने के संपर्कों से जुड़े थे।

दो एफईटी इलेक्ट्रोड के बीच उपयोग किए जाने वाले ठोस जेल इलेक्ट्रोलाइट के उपयोग ने इसे एक ठोस-अवस्था सुपरकैपेसिटर बना दिया, जिसे सिलिकॉन डाइऑक्साइड/सिलिकॉन बेस पर बनाया गया था। मिश्रा ने कहा कि एफईटी इलेक्ट्रोड की दो प्रणालियों और अलग-अलग चार्ज क्षमता वाले जेल इलेक्ट्रोलाइट को एकीकृत करने वाला डिजाइन महत्वपूर्ण हिस्सा था।

अध्ययन के प्रमुख लेखकों में से एक, विनोद पंवार ने कहा कि सुपरकैपेसिटर के निर्माण में इसके सूक्ष्म आकार के कारण चुनौतियां उत्पन्न हुईं, जिससे उच्च परिशुद्धता और हाथ-आंख के समन्वय की आवश्यकता होती है। सुपरकैपेसिटर के निर्माण पर, समाई, या चार्ज-धारण क्षमता, विभिन्न वोल्टेज को लागू करके मापा गया था।

कुछ शर्तों के तहत, समाई को 3000 प्रतिशत तक बढ़ाया जाना पाया गया। इसके विपरीत, समान परिस्थितियों में ग्राफीन के बिना MoS2 से विशुद्ध रूप से बने संधारित्र की धारिता में केवल 18 प्रतिशत की वृद्धि दर्ज की गई। शोधकर्ताओं ने कहा कि वे यह पता लगाने की योजना बना रहे हैं कि क्या MoS2 को अन्य सामग्रियों से बदलकर अभी भी उच्च क्षमता प्राप्त की जा सकती है।