Maryland Üniversitesi Baltimore County (UMBC) araştırmacıları, burulmuş karbon nanotüplerin, lityum iyon pillerden üç kat daha fazla enerji depolama kapasitesine sahip olduğunu ortaya koyan çığır açıcı bir çalışmaya imza attı. Bu buluş, karbon nanotüplerin medikal implantlar, sensörler ve diğer enerji depolama cihazlarında geleceğin umut veren bir çözümü olabileceğini gösteriyor. Araştırmanın bulguları, Nature Nanotechnology dergisinde yayımlandı.

Çalışma, Japonya'dan Suwa Üniversitesi ve Shinshu Üniversitesi ile Hindistan'dan CAST araştırma merkezinin katılımıyla gerçekleştirilmiştir. Proje, UMBC'de 2022'de Sanjeev Kumar Ujjain liderliğinde başlamış olup, karbon nanotüplerin enerji depolama potansiyelini araştırmak için geliştirilmiş burulmuş nanotüp ‘iplikleri’ test edilmiştir. Preety Ahuja, araştırmanın malzeme karakterizasyonunda kritik bir rol oynamıştır.

Karbon Nanotüplerinin Yenilikçi Özellikleri

Karbon nanotüpleri, bir atom kalınlığında saf karbon tabakalarından oluşan, hafif, güçlü ve çelikten 100 kat daha dayanıklı yapılar olarak tanımlanır. Bu özellikleri, uzay asansörleri gibi geleceği şekillendirecek teknolojilerde kullanılmak üzere araştırılmalarını sağlamaktadır. UMBC ve işbirliği yapılan diğer araştırmacılar, ticari olarak temin edilebilen karbon nanotüplerden ‘iplikler’ üreterek, bu iplikleri güçlendirmek ve esneklik kazandırmak için çeşitli maddelerle kapladılar.

Enerji Depolama Kapasitelerinin Etkileyici Sonuçları

Araştırma ekibi, karbon nanotüp ipliklerin ne kadar enerji depolayabildiğini test etmek için iplikleri burarak, serbest kalan enerjiyi ölçtüler. Sonuçlar, en verimli ipliklerin çelik yaylardan 15.000 kat daha fazla enerji depolayabildiğini ve lityum iyon pillerden üç kat daha fazla enerji kapasitesine sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca, depolanan enerji -60 °C ile +100 °C arasındaki sıcaklıklarda sabit kalmakta ve insan sağlığına zarar vermeyen malzemelerle üretilmektedir.

Gelecekteki Uygulamalar ve Tahminler

Kumar Ujjain, “Yüzyıllardır insanlar enerji depolamak için mekanik yaylar kullanıyor. Bu araştırma, burulmuş karbon nanotüplerin mekanik enerji depolama konusunda büyük potansiyele sahip olduğunu gösteriyor,” dedi. CAST ekibi, bu teknoloji ile bir sensör prototipi geliştirmeyi planlıyor. Araştırma, karbon nanotüplerin enerji depolama alanındaki potansiyelini daha da keşfetmeye devam ediyor. Önümüzdeki yıllarda bu teknolojinin geniş alanlarda kullanılmasının beklendiği vurgulanmaktadır. Gelecekte, elektrikli araçlardan, yenilenebilir enerji sistemlerine kadar birçok alanda karbon nanotüplerin devrim yaratması mümkün görünüyor.