Supercondutor de Nanotubo de Carbono
Autor: Mário Edson | Publicado: 2011-08-25T18:43:00-03:00

	(Feixes de Nanotubo de carbono revestidos com alumina e alumínio dopado com óxido de zinco são o coração de um supercapacitor de estado sólido desenvolvidos por cientistas da Universidade Rice para armazenamento de energia)Feixes Nano pacote de um poderoso soco de armazenamento de energia em estado sólido dá um salto para a frente da Universidade Rice     http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&amp;ID=16051  POR MIKE WILLIAMS  Arroz Notícias pessoal  O boom tecnológico melhor representado por um aumento da microeletrônica tem um ponto fraco, e todo mundo que já amaldiçoou um celular morto sabe o que é: a bateria.  O ritmo de avanço na vida da bateria é glacial em comparação com a do poder os componentes eletrônicos "da bateria. Laboratórios de todo o mundo estão fazendo de tudo para alcançá-los, melhorar e inventar estratégias para fornecer de longa duração de armazenamento de energia para dispositivos que vão desde on-chip nanocircuito para usinas inteiro.   HAUGE LAB / Universidade Rice  Feixes de nanotubos de carbono revestidos com alumina e alumínio dopado com óxido de zinco são o coração de um supercapacitor de estado sólido desenvolvido por cientistas da Universidade Rice para armazenamento de energia.  Rice University está na corrida. Nas últimas semanas, três artigos (veja aqui eaqui ) ter detalhado novas formas de construir os supercapacitores , que prometem para combinar as melhores qualidades de alta energia baterias e capacitores de carregamento rápido.  Mais tardar a partir do laboratório químico do arroz de Robert Hauge , que será publicado na revista de carbono , uma reivindicação apostas na unidade para armazenamento de energia robusto, versátil com um de estado sólido, baseado em nanotubos de supercapacitor que pode ser profundamente integrada na fabricação de dispositivos.  Americanos descartar baterias pela bilhões a cada ano, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental . Baterias recarregáveis salvar resíduos, mas eles demoram muito tempo para carregar.  Condensadores têm menos energia que uma bateria, mas cobrar de forma rápida e liberação de energia tão rapidamente. Eles são mais úteis quando os usuários precisam de uma explosão de energia - para iniciar um carro, por exemplo - ou para regular o fluxo de energia. Ao contrário das pilhas recarregáveis, que se desgastam ao longo do tempo, os capacitores podem ser descarregados e recarregados centenas de milhares - talvez milhões - de vezes.  Elétrico de dupla camada capacitores (EDLCs), geralmente conhecido como supercapacitores, resolver os problemas de ambos em algum grau. Eles são híbridos que mantém centenas de vezes mais energia do que um capacitor padrão mantendo a sua carga rápida / capacidades de descarga. Mas EDLCs tradicionais dependem de eletrólitos líquidos ou gel-like que pode quebrar em condições extremas.                    HAUGE LAB / Universidade Rice                Feixes de nanotubos de carbono são o centro de supercapacitores desenvolvido na Universidade Rice. Arranjos de feixes de nanotubos são revestidas por deposição de camadas atômicas para criar milhares de dispositivos microscópicos em uma única matriz. As imagens de microscopia eletrônica à direita mostram a construção de três camadas de um dos supercapacitores, que são cerca de 100 nanômetros de largura.                     Em supercapacitor Rice, um casaco sólidos em nanoescala de material dielétrico de óxido de eletrólitos substitui inteiramente.  Os pesquisadores também se aproveitou da escala. A chave para a alta capacitância está dando elétrons mais área de superfície para habitar, e nada sobre a Terra tem mais potencial para a embalagem de um monte de área de superfície em um espaço pequeno do que os nanotubos de carbono .  Quando cresceu, os nanotubos de auto-montar em densas, as estruturas alinhadas que lembram tapetes microscópicas shag. Mesmo depois de serem transformados em auto-contido supercapacitores, cada feixe de nanotubos é 500 vezes mais do que larga. Um minúsculo chip pode conter centenas de milhares de pacotes.  Para o novo dispositivo, a equipe de Rice cresceu um conjunto de feixes de 15-20 nanômetros de nanotubos de carbono de parede única até 50 micrômetros de comprimento. Hauge, um colega da faculdade distinguido em química, liderou o esforço com o ex-graduação Arroz Pint Cary, primeiro autor do papel e agora um pesquisador da Intel, e Nolan Nicholas, agora pesquisador Matric.   HAUGE LAB / Universidade Rice  Um método desenvolvido na Universidade Rice permite feixes de nanotubos alinhados verticalmente carbono de parede simples para ser transferido intacto a um substrato condutor.Camadas metálicas adicionados através de deposição de camadas atômicas criar um supercapacitor de estado sólido que pode resistir a ambientes extremos.  A matriz foi então transferido para um eletrodo de cobre com finas camadas de ouro e de titânio para ajudar aderência e estabilidade elétrica. Os aglomerados de nanotubos (os eletrodos primário) foram dopados com ácido sulfúrico para melhorar suas propriedades condutoras, em seguida, foram cobertas com camadas finas de óxido de alumínio (a camada dielétrica) e alumínio dopado com óxido de zinco (o counterelectrode) através de um processo chamado de camadas atômicas deposição (ALD). Um eletrodo superior de tinta prata completaram o circuito.  "Essencialmente, você tem esta estrutura de metal isolante / / metal," disse Pint. "Ninguém nunca fez isso com um material de alta razão de aspecto e utilizando um processo como ALD."  Hauge disse que o novo supercapacitor é estável e escalável. "Todas as soluções de estado sólido para o armazenamento de energia vai estar intimamente integrado em muitos dispositivos futuros, incluindo telas flexíveis, bio-implantes, muitos tipos de sensores e todas as aplicações eletrônicas que se beneficiam de carga rápida e taxas de descarga", disse ele.  Pint disse que o supercapacitor armazenar carga em ciclismo de alta freqüência e pode ser naturalmente integrados em materiais. Ele imaginou um corpo de carro elétrico que é uma bateria, ou um microrobot com uma fonte de alimentação a bordo, não tóxico que pode ser injetado para fins terapêuticos na corrente sangüínea de um paciente.  Pint disse que seria ideal para o uso sob o tipo de condições extremas experimentadas por deserto baseado em células solares ou em satélites, onde o peso também é um fator crítico. "O desafio para o futuro dos sistemas de energia é integrar as coisas de forma mais eficiente. Esta arquitetura de estado sólido está na vanguarda", disse ele.  Co-autores do papel incluem o ex-estudante de graduação Nicholas; estudante de graduação Zhengzong Sol; James Tour, o TT e WF Presidente Chao em Química, bem como um professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais e da ciência da computação, e Howard Schmidt, adjunto assistente professor de engenharia química e biomolecular, todos Rice. Outros co-autores foram Sheng Xu, um ex-estudante de graduação em Harvard, e Roy Gordon, o Thomas Dudley Cabot Professor de Química na Universidade de Harvard, que desenvolveu o processo de ALD.  A pesquisa foi suportada pelo TJ Wainerdi e Quantum Wired, em coordenação com a área de Houston Research Council, o Office of Naval Research programa MURI, o Wright Patterson Air Force Laboratório e da National Science Foundation.