Κινέζοι επιστήμονες κατάφεραν να μειώσουν τον χρόνο παραγωγής εξαρτημάτων πυκνωτών για αποθήκευση διηλεκτρικής ενέργειας σε μόλις ένα δευτερόλεπτο. Αυτό ανοίγει τον δρόμο για επεκτάσιμη, σταθερή σε θερμοκρασία αποθήκευση ενέργειας, χρήσιμη για υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα, συστήματα ραντάρ και λέιζερ υψηλής ισχύος.
Σε αντίθεση με άλλες μεθόδους που απαιτούν από τρία λεπτά έως και μία ώρα, ανάλογα με την ποιότητα του προϊόντος, η νέα τεχνική flash annealing που ανέπτυξε η ομάδα, θερμαίνει και ψύχει με ρυθμό 1.000 βαθμούς Κελσίου ανά δευτερόλεπτο. Αυτό επιτρέπει την ταχεία σύνθεση κρυσταλλικών φιλμ σε μια γκοφρέτα πυριτίου, ουσιαστικά εν ριπή οφθαλμού.
Οι διηλεκτρικοί πυκνωτές είναι ηλεκτρονικά εξαρτήματα που αποθηκεύουν ενέργεια μέσω της πόλωσης διηλεκτρικού υλικού μεταξύ δύο ηλεκτροδίων. Αυτοί οι πυκνωτές μπορούν να απελευθερώσουν την αποθηκευμένη ενέργεια σε εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα, δημιουργώντας ένα έντονο ρεύμα.
Οι νέες συσκευές πυκνωτών που κατασκευάζονται με αυτά τα φιλμ, επιδεικνύουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, η οποία διατηρείται σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών έως και 250 βαθμούς Κελσίου (482 βαθμούς Φαρενάιτ). Αυτή η ενεργειακή πυκνότητα είναι συγκρίσιμη με αυτή των φιλμ που παράγονται με τη μέθοδο των 3.000 δευτερολέπτων, ενώ η θερμική τους σταθερότητα είναι αντίστοιχη με αυτή που επιτυγχάνεται με τη μέθοδο που διαρκεί μία ώρα.
«Αυτή η εξαιρετική θερμική σταθερότητα εγγυάται τη σωστή λειτουργία της συσκευής υπό ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας, συμπεριλαμβανομένων των υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων (κάτω από 140C) και των δυσμενών περιβαλλόντων της γεωτρητικής εξόρυξης πετρελαίου/φυσικού αερίου (κάτω από 200C)», ανέφερε η ομάδα σε δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances στις 14 Νοεμβρίου.
Η ομάδα, με επικεφαλής ερευνητές από το Ινστιτούτο Μεταλλικής Έρευνας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, δήλωσε ότι η μέθοδός τους είναι επεκτάσιμη και προσφέρει μια βιώσιμη βιομηχανική οδό για την ολοκληρωμένη αποθήκευση διηλεκτρικής ενέργειας σε τσιπ.
Με την ικανότητα ταχείας φόρτισης και εκφόρτισης, καθώς και υψηλή πυκνότητα ισχύος, οι διηλεκτρικοί πυκνωτές παρουσιάζουν μεγάλες δυνατότητες για εφαρμογές όπως ηλεκτρικά οχήματα, συστήματα ραντάρ, λέιζερ υψηλής ισχύος και προηγμένα ηλεκτρονικά συστήματα, σύμφωνα με την ομάδα.
Μια πιθανή εφαρμογή είναι η ανάπτυξη όπλων κατευθυνόμενης ενέργειας, τα οποία χρησιμοποιούν συγκεντρωμένη ενέργεια, όπως λέιζερ, για να καταστρέψουν στόχους, σύμφωνα με έρευνα μελών του Ναυτικού των ΗΠΑ.
