
Equipamento e medição do GED de cabos SWCNT torcidos. Crédito: Natureza Nanotecnologia (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01645-x
Uma equipe internacional de cientistas, incluindo dois pesquisadores que agora trabalham no Heart for Superior Sensor Expertise (CAST) da UMBC, mostrou que nanotubos de carbono torcidos podem armazenar três vezes mais energia por unidade de massa do que baterias avançadas de íons de lítio. A descoberta pode promover os nanotubos de carbono como uma solução promissora para armazenar energia em dispositivos que precisam ser leves, compactos e seguros, como implantes médicos e sensores. A pesquisa foi publicado recentemente no jornal Natureza Nanotecnologia.
Sanjeev Kumar Ujjain, da CAST, foi um pesquisador líder no trabalho. Ele começou o projeto enquanto estava na Shinshu College, em Nagano, Japão, e continuou após chegar à UMBC em 2022. Preety Ahuja, da CAST, também contribuiu para os aspectos de caracterização de materials da pesquisa.
Os pesquisadores estudaram nanotubos de carbono de parede simplesque são como canudos feitos de folhas de carbono puro com apenas 1 átomo de espessura. Os nanotubos de carbono são leves, relativamente fáceis de fabricar e cerca de 100 vezes mais fortes que o aço. Suas propriedades incríveis levaram os cientistas a explorar seu uso potencial em uma ampla gama de tecnologias de som futurista, incluindo elevadores espaciais.
Para investigar o potencial dos nanotubos de carbono para armazenar energia, os pesquisadores da UMBC e seus colegas fabricaram nanotubo de carbono “cordas” de feixes de nanotubos disponíveis comercialmente. Após puxar e torcer os tubos em um único fio, os pesquisadores os revestiram com diferentes substâncias destinadas a aumentar a resistência e a flexibilidade das cordas.
A equipe testou quanta energia as cordas poderiam armazenar torcendo-as e medindo a energia que period liberada conforme as cordas se desenrolavam. Eles descobriram que as cordas de melhor desempenho podiam armazenar 15.000 vezes mais energia por unidade de massa do que molas de aço, e cerca de três vezes mais energia do que baterias de íons de lítio.
A energia armazenada permanece consistente e acessível em temperaturas que variam de -76 a +212 °F (-60 a +100 °C). Os materiais nas cordas de nanotubos de carbono também são mais seguros para o corpo humano do que aqueles usados em baterias.
“Os humanos há muito armazenam energia em molas helicoidais mecânicas para dispositivos de energia como relógios e brinquedos”, diz Kumar Ujjain. “Esta pesquisa mostra que nanotubos de carbono torcidos têm grande potencial para armazenamento de energia mecânica, e estamos animados para compartilhar as novidades com o mundo.”
Ele diz que a equipe do CAST já está trabalhando para incorporar nanotubos de carbono torcidos como fonte de energia para um protótipo de sensor que estão desenvolvendo.
Mais Informações:
Shigenori Utsumi et al, Capacidade gigante de armazenamento de energia nanomecânica em cordas de nanotubos de carbono de parede simples torcidas, Natureza Nanotecnologia (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01645-x
Fornecido por
Universidade de Maryland, Condado de Baltimore
Citação: Nanotubos de carbono torcidos podem atingir um armazenamento de energia significativamente melhor do que baterias avançadas de íons de lítio (26 de julho de 2024) recuperado em 28 de julho de 2024 de https://phys.org/information/2024-07-carbon-nanotubes-significantly-energy-storage.html
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