دوہرے فعال سوراخ دار گرافین کاربن نینو کمپوزٹ (پی جی سی این) الیکٹروڈ پر مبنی ایک ہائی وولٹیج سپر کیپیسیٹر تیار کیا گیا ہے جو سولر پینلز جیسے ایپلی کیشنز کے لیے اسٹیبلر سپر کیپیسیٹرز کی سہولت فراہم کر سکتا ہے اور برقی گاڑیوں کو بڑھتی ہوئی رینج کے ساتھ تیز رفتاری بھی فراہم کر تا ہے ۔

تجارتی سپر کیپسیٹرز میں استعمال ہونے والے روایتی الیکٹرولائٹس 2.5-3.0 وی کے درمیان کام کر سکتے ہیں اور اعلی وولٹیج پر حفاظتی مسائل (جیسے آتش گیر) کو ختم کرنے یا سامنا کرنے جیسے مسائل شروع کر سکتے ہیں۔

سائنس و ٹیکنالوجی کے محکمے (ڈی ایس ٹی) کے ایک خود مختار ادارے انٹرنیشنل ایڈوانسڈ ریسرچ سینٹر فار پاؤڈر میٹالرجی اینڈ نیو میٹریلز (اے آر سی آئی) کے محققین نے دوہری فنکشنل پی جی سی این الیکٹروڈز کا استعمال کرتے ہوئے روایتی سپر کیپیسیٹرز کی 3.0 وی کی حد پر قابو پانے کے ساتھ ساتھ نمایاں طور پر بہتر توانائی کے ذخیرے کے ساتھ ایک بے مثال 3.4 وی تک پہنچ گئے  ہیں۔

اس اختراع الیکٹرولائٹ کے عدم استحکام ، برقی گاڑیوں کو بڑھتی ہوئی رینج اور تیز رفتاری فراہم کرنے کے لیے توانائی کی کثافت کو دوگنا کرنے سے نمٹا جاسکتا ہے جبکہ کم سیل اسٹیکنگ کے ذریعے ماڈیول ڈیزائن کو آسان بنایا جاسکتاہے ۔

بہتر کارکردگی پی جی سی این مواد کی انجنیئر شدہ سطح سے پیدا ہوتی ہے ، جو پانی سے بچنے والی اور نامیاتی الیکٹرولائٹس کے ساتھ انتہائی مطابقت رکھتی ہے ۔  یہ دوہری فعالیت پانی سے پیدا ہونے والے انحطاط کو روکتی ہے اور سوراخ دار ڈھانچے میں تیزی سے الیکٹرولائٹ کی سرائیت کو قابل بناتی ہے ، جس سے آئن کی نقل و حمل اور الیکٹرو کیمیکل کارکردگی میں بہتری آتی ہے ۔  نتیجے کے طور پر ، سپرکیپسیٹر 33فیصد اعلی توانائی کی سٹوریج، بجلی کی  زیادہ پیداوار، اور بہترین طویل مدتی استحکام فراہم کرتا ہے اور یہ  الیکٹرک گاڑیوں  کو موزوں بنانے، گرڈ پیمانے پر اسٹوریج،اور پورٹیبل الیکٹرانکس کے لئے ہے۔

 

شکل 1: پی جی سی این کی سوراخ دار ساخت کے اندر تیزی سے الیکٹرولائٹ کی دراندازی اور پھیلاؤ کو آسان بنانے کے لیے منصوبہ بند نمائندگی

پی جی سی این الیکٹروڈ ماحول  کے لئے سازگار دوست ہائیڈرو تھرمل کاربونائزیشن کے عمل کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں جس میں 1,2-پروپینڈیول کو پیش خیمہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے ۔  ایک سیل بند برتن میں 25 گھنٹے کے لئے 300 سینٹی گریڈ پر منعقد ، عمل سخت کیمیکلز اور بیرونی گیسوں کے استعمال کو ختم کرتا ہے ، ماحولیاتی اثرات کو کم سے کم کرتا ہے ، 20فیصد سے زائد پیداوار حاصل کرتا ہے ، اور صنعتی پیداوار کے لئے لیبارٹری سے اسکیل ایبل ہے۔

نتیجے میں مواد ایک مائکرو اور میسوپورس فن تعمیر کی نمائش کرتا ہے جو تیز رفتار آئن ٹرانسپورٹ اور اعلی توانائی کے ذخیرے میں معاون ہے اورجو 17,000 ڈبلیو/کلوگرام تک بجلی کی کثافت فراہم کرتا ہے ۔  ترکیب کے پیرامیٹرز کے درست کنٹرول کے ذریعے مستقل کارکردگی کو یقینی بنایا جاتا ہے ۔   اور تجارتی کاربن پر مبنی الیکٹروڈ کے مقابلے میں ، پی جی سی این الیکٹروڈ بیک وقت آپریٹنگ وولٹیج اور پاور آؤٹ پٹ کو بڑھاتا ہے ۔

پی جی سی این  کی بنیاد پر اسٹور سپر کیپسیٹر ز 33فیصد روایتی آلات کے مقابلے میں زیادہ توانائی کو برقرار رکھتا ہے 96فیصد 15,000 چارج اور ڈسچارج( خارج) ہونے والے سائیکل کے بعد اس کی کارکردگی کا غیر معمولی استحکام کا مظاہرہ ذیل میں دکھایا گیا ہے ۔

شکل 2: تجارتی وائی پی -50F الیکٹروڈ کے ساتھ پی جی سی این  کی مخصوص گنجائش اور توانائی کی کثافت کا موازنہ ۔

یہ کام جدید توانائی ذخیرہ کرنے والی ٹیکنالوجیز میں مقامی صلاحیتوں کو مضبوط بنا کر ہندوستان کے صاف ستھری توانائی کے اہداف اور آتم نربھر بھارت پہل میں بھی معاون ہے ۔  اعلی آپریٹنگ وولٹیج متعدد کم وولٹیج والے خلیوں کو اسٹیک کرنے کی ضرورت کو کم کرتا ہے ، جس سے زیادہ کمپیکٹ اور موثر توانائی ذخیرہ کرنے والے ماڈیولز کو فعال کیا جاسکے۔

کیمیکل انجینئرنگ جرنل (ایلسیویئر) میں شائع ہونے والے اس مطالعے کو ٹیکنیکل ریسرچ سینٹر (ٹی آر سی) پہل کے تحت حکومت ہند کے سائنس و ٹیکنالوجی کے محکمہ (ڈی ایس ٹی) کی حمایت حاصل ہے ۔

****

ش ح۔ ش م۔ ج

Uno-1178

(रिलीज़ आईडी: 2219502) आगंतुक पटल : 8