مروری بر کاربرد پلیمرهای رسانا در الکترود ابرخازن‌ها
محورهای موضوعی : پلیمرها در انرژی و کاربردهای بهداشتی و محیطی
احمدرضا اکبریان
1
,
پدرام منافی
2
*
1 - دانشگاه صنعتی امیرکبیر، پردیس ماهشهر، گروه مهندسی پلیمر
2 - تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران، گروه مهندسی پلیمر
کلید واژه: ابرخازن‌ها, پلیمرهای رسانا, الکترود, انعطاف‌پذیری, نانوساختار,
چکیده مقاله :
ابرخازن‌های انعطاف‌پذیر بر پایه پلیمرها یکی از پیشرفت‌های کلیدی در زمینه ذخیره‌سازی انرژی هستند که به دلیل قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود، توجه زیادی را در دهه اخیر به خود جلب کرده‌اند. این دستگاه‌ها از پلیمرهای هادی به‌عنوان ماده اصلی الکترود استفاده می‌کنند که نه‌تنها خاصیت انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کنند، بلکه رسانایی الکتریکی بالا و پایداری شیمیایی خوبی نیز دارند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که این ابرخازن‌ها در دستگاه‌های الکترونیکی پوشیدنی(wearable) ، حسگرهای منعطف و حتی دستگاه‌های زیست‌پزشکی به کار گرفته شوند. در طراحی این نوع ابرخازن‌ها، بهینه‌سازی ساختارهای نانومقیاس و استفاده از الکترولیت‌های پیشرفته برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی و پایداری چرخه‌ای اهمیت ویژه‌ای دارد. علاوه بر این، ترکیب پلیمرهای مختلف و مواد هیبریدی می‌تواند کارایی دستگاه را بهبود بخشد. به‌دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد، ابرخازن‌های پلیمری انعطاف‌پذیر می‌توانند در شرایط سخت محیطی کار کنند و توانایی شارژ و دشارژ سریع را ارائه دهند که این مزیت بزرگی نسبت به باتری‌های معمولی است. توسعه مداوم در این حوزه شامل طراحی مواد جدید، فرایندهای تولید کارآمد و روش‌های نوآورانه برای بهبود عملکرد این دستگاه‌ها است. این پیشرفت‌ها نویدبخش کاربردهای وسیع‌تری در فناوری‌های آینده و نقش مهمی در تحقق مفاهیم شهرهای هوشمند، دستگاه‌های قابل‌حمل پیشرفته و کاهش مصرف انرژی هستند. این فناوری نوظهور به طور مداوم درحال‌رشد و تکامل است و پتانسیل تغییر چشم‌انداز ذخیره‌سازی انرژی را دارد.
Flexible polymer-based supercapacitors are one of the key advances in the field of energy storage that have attracted much attention in the last decade due to their unique capabilities. These devices use conductive polymers as the main electrode material, which not only provide flexibility, but also have high electrical conductivity and good chemical stability. These properties make these supercapacitors suitable for wearable electronic devices, flexible sensors, and even biomedical devices. In the design of these types of supercapacitors, optimizing nanoscale structures and using advanced electrolytes are of particular importance to increase storage capacity and cyclic stability. In addition, combining different polymers and hybrid materials can improve the device efficiency. Due to their unique properties, flexible polymer supercapacitors can operate in harsh environmental conditions and offer fast charging and discharging capabilities, which is a major advantage over conventional batteries. Ongoing development in this field includes the design of new materials, efficient manufacturing processes, and innovative methods to improve the performance of these devices. These advances promise broader applications in future technologies and play an important role in realizing the concepts of smart cities, advanced portable devices, and reduced energy consumption. This emerging technology is constantly growing and evolving and has the potential to change the energy storage landscape.