ด้วยแรงบันดาลใจจากโลกพืช นักวิจัยได้คิดค้นอิเล็กโทรดใหม่ที่สามารถเพิ่มการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันของเราได้อย่างน่าอัศจรรย์ถึง 3,000 เปอร์เซ็นต์
เทคโนโลยีนี้มีความยืดหยุ่นและสามารถต่อเข้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ได้โดยตรง ซึ่งหมายความว่าในที่สุดเราก็สามารถเข้าใกล้สมาร์ทโฟนและแล็ปท็อปที่ดึงพลังงานจากดวงอาทิตย์เข้ามาได้และไม่มีวันหมด
ปัญหาสำคัญในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานได้อย่างน่าเชื่อถือคือการหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการจัดเก็บไว้ใช้ในภายหลังโดยไม่มีการรั่วไหลเมื่อเวลาผ่านไป
เพื่อจุดประสงค์นั้น วิศวกรจึงหันมาใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ซึ่งเป็นเทคโนโลยีประเภทหนึ่งสามารถชาร์จได้เร็วมากและปล่อยพลังงานออกมาเป็นชุดใหญ่ แต่สำหรับตอนนี้ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ไม่สามารถเก็บพลังงานได้เพียงพอที่จะนำไปใช้เป็นแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ได้
ดังนั้น ทีมงานจากมหาวิทยาลัย RMIT ในเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย จึงตัดสินใจตรวจสอบว่าสิ่งมีชีวิตจัดการอัดพลังงานจำนวนมากลงในพื้นที่ขนาดเล็กได้อย่างไร และในไม่ช้า จินตนาการของพวกเขาก็ถูกกระตุ้นด้วยใบไม้ที่เป็นแฟร็กทัลอันชาญฉลาดของพืชทั่วอเมริกาเหนือ เฟิร์นดาบตะวันตก (โพลิสไตช์เสริมความแข็งแรง-
“ใบของเฟิร์นดาบตะวันตกนั้นอัดแน่นไปด้วยเส้นเลือด ทำให้พวกมันมีประสิทธิภาพอย่างมากในการกักเก็บพลังงานและขนส่งน้ำไปรอบๆ ต้นไม้”หนึ่งในทีมกล่าวว่าวิศวกรนาโน มิน กู
"อิเล็กโทรดของเราใช้รูปทรงแฟร็กทัลเหล่านี้ ซึ่งจำลองตัวเองได้ เหมือนกับโครงสร้างขนาดเล็กภายในเกล็ดหิมะ และเราได้ใช้การออกแบบที่มีประสิทธิภาพตามธรรมชาตินี้เพื่อปรับปรุงการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในระดับนาโน"
ในภาพด้านล่าง พื้นผิวของใบเฟิร์นถูกขยาย 400 เท่า และคุณสามารถเห็นรูปแบบการจำลองตัวเองที่นักวิจัยใช้ในการออกแบบได้อย่างชัดเจน:
มหาวิทยาลัยรามคำแหง
นักวิทยาศาสตร์ใช้เลเซอร์เพื่อควบคุมเพื่อสร้างอิเล็กโทรดที่มีความนำไฟฟ้าสูงกราฟีนซึ่งเป็นวัสดุนาโนคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอมอเนกประสงค์ที่สามารถนำไฟฟ้าได้ในอัตราที่น่าประทับใจ-
ด้วยการใช้การออกแบบแบบแฟร็กทัลในอิเล็กโทรดกราฟีนและรวมเข้ากับซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่มีอยู่ Gu และทีมงานของเขาได้รับความสามารถในการกักเก็บพลังงานสูงขึ้น 30 เท่า
ซึ่งหมายความว่าหากนำอิเล็กโทรดใหม่ไปใช้สำเร็จ เราจะเห็นเซลล์แสงอาทิตย์เชื่อมโยงกับตัวนำยิ่งยวดซึ่งมีความจุมากกว่าที่เป็นไปได้ในปัจจุบันถึง 3,000 เปอร์เซ็นต์
"ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่เพิ่มความจุจะให้ทั้งความน่าเชื่อถือในระยะยาวและการปลดปล่อยพลังงานที่ระเบิดอย่างรวดเร็ว"เขาพูด-
Gu เชื่อว่าสิ่งนี้จะทำให้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์แบบใหม่เหล่านี้เป็นทางเลือกในอุดมคติสำหรับการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากคุณสามารถดึงพลังงานในปริมาณที่เหมาะสมได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ในวันที่มืดครึ้ม
จนถึงขณะนี้ อิเล็กโทรดชุดแรกนี้เป็นเพียงการพิสูจน์แนวคิดสำหรับแนวทางแฟร็กทัลแบบใหม่ แต่นักวิจัยมีความกระตือรือร้นในการประยุกต์เทคโนโลยีใหม่ ๆ ของพวกเขาในวงกว้าง
"ความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นที่สุดคือการใช้อิเล็กโทรดนี้กับเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อจัดหาโซลูชันการเก็บและจัดเก็บพลังงานบนชิปทั้งหมด"พูดว่านักวิจัยชั้นนำ Litty Thekkekara นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัย RMIT
แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะทำเช่นนี้กับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดที่คุณเห็นอยู่บ่อยๆ บนหลังคาบ้านเรือน แต่ Thekkekara คิดว่าการรวมอิเล็กโทรดใหม่เข้าด้วยกันจะมีประโยชน์อย่างยิ่งเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง'รุ่นต่อไป' ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความยืดหยุ่นที่สามารถใช้งานได้แทบทุกที่
"[มัน] สามารถใช้งานได้เกือบทุกที่ที่คุณสามารถจินตนาการได้ ตั้งแต่การสร้างหน้าต่างไปจนถึงแผงรถยนต์ สมาร์ทโฟนไปจนถึงนาฬิกาอัจฉริยะ" เธอพูดว่า- “เราไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เพื่อชาร์จโทรศัพท์หรือสถานีชาร์จสำหรับรถยนต์ไฮบริดของเราอีกต่อไป”
"ตอนนี้การมุ่งเน้นไปที่พลังงานแสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น ดังนั้นเราจึงสามารถทำงานเพื่อให้บรรลุวิสัยทัศน์ของเราเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์และใช้พลังงานได้เอง"
ได้มีการอธิบายต้นแบบไว้ในรายงานทางวิทยาศาสตร์-
