Uzun ömürlü ve yüksek kapasiteli piller

Karbon nanotüplerin önemi gün geçtikçe artıyor. Sağlık, elektronik, kimya gibi birçok alanda karbon nanotüpler üzerine araştırmalar yapılıyor.

Nanotüplerin bu kadar çok araştırmaya konu olmasının nedenlerinin başında elektriksel özellikleri ve fiziksel güçlere karşı dayanıklı olmaları geliyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Kimya Mühendisliği’nden profesör Paula Hammond ve Makine Mühendisliği’nden profesör Yang Shao- Horn’un yönettiği bir araştırma grubu, karbon nanotüplerden yüksek enerji depolanabilecek yapılar oluşturmayı başardı. Bu yapıların ileride yüksek enerji kapasiteli pillerde ve kondansatörlerde kullanılması düşünülüyor.

Karbon nanotüpler, geniş yüzey alanları sayesinde öteki karbon yapılarından daha çok elektriksel yük depolayabiliyor. Ancak nanotüpleri film haline getirmek için kullanılan eski yöntemlerde tüplerin arasında geniş boşluklar bırakılıyor ya da yapıştırıcı malzeme kullanılması gerekiyordu.

İki durumda da nanotüplerin enerji depolama kapasitesi düşüyordu. MIT araştırma grubuysa nanotüpleri birleştirmek için yeni bir yöntem geliştirmiş. Bu yöntemde önce farklı iki karbon nanotüp çözeltisi oluşturuluyor. Çözeltilerden biri eksi, biri de artı yüklü parçacıklarla yükleniyor. Bundan sonra silikon ya da başka bir malzemeden yapılmış ince bir film sırayla iki çözeltiye batırılıyor.

Filmin üzerinde farklı yüklü nanotüpler birbirine yapışarak ince, uzun bir demet oluşturuyor. Aynı yüklü nanotüpler de birbirini ittiği için istenmeyen kümeleşmeler olmuyor. Ardından hidrojen bulutunun içinde ısıtılan malzemedeki yüklü parçacıklar yanıyor ve geriye yalnızca sıralı nanotüpler kalıyor.

Bu yöntemin şimdilik tek kusurlu yanı, işlemin çok yavaş gerçekleşmesi. Bir elektrot normalde 10 ila 100 mikrometre kalınlığındayken grubun ürettiği filmler şimdilik ancak 1 mikrometre kalınlığa ulaşabiliyor.