فنر نانولوله‌ای با قابیت ذخیره‌ی انرژی بالا

محققان فنرهایی از جنس نانولوله‌ی کربنی ساخته‌اند که می‌تواند بیشتر از فولاد انرژی ذخیره کند. این فنرها را می‌توان جایگزین باطری‌های کنونی کرد؛ چرا که با گذشت زمان انرژی آنها تحلیل نمی‌رود و نسبت به شرایط بد آب و هوایی حساسیت ندارند.

خانم لایومور و همکارانش موفق به استفاده از نانولوله‌ی کربنی فنری‌شکلی برای ذخیره‌ساری
انرژی شده‌اند. این گروه تحقیقاتی در دانشگاه میشیگان آمریکا تحلیل نظری یافته‌ی
خود را در قالب دو مقاله منتشر کردند. آنها با تست‌های آزمایشگاهی ثابت کردند که
انرژی ذخیره‌شده در نانولوله‌ی کربنی بیشتر از فولاد است. این نتایج نشان می‌دهد که
نانولوله‌ی کربنی فنری‌شکل می‌تواند یک دانسیته‌ی انرژی (دانسیته‌ی انرژی، انرژی
ذخیره‌شده در واحد وزن است) ذخیره کند که این مقدار ۱۰۰۰ برابر بیشتر از فنر فولادی
است.

این نانولوله‌ها را به‌دلیل داشتن تمایل ذاتی چسبیدن به هم، می‌توان به‌صورت الیاف
بلندی درآورد که برای فنر شدن بسیار ایده‌آل است. بلندی این الیاف می‌تواند به حدی
باشد که بتوان آنها را به هم بافت.

استفاده از فنرهای نانولوله‌ی کربنی محاسن بسیاری را دارد؛ آنها می‌توانند انرژی
ذخیره‌شده‌ی خود را با بازده‌ بالا رها کنند، حال یا این آزادسازی انرژی سریع اتفاق
بیفتد و یا کند. علاوه ‌بر این با گذشت زمان انرژی ذخیره‌شده در آنها تحلیل نمی‌رود؛
مثلاً یک تله موش برای زمان‌های طولانی می‌‌تواند آماده به کار باشد بدون این که
مشکلی برای فنرش ایجاد شود، در حالی که در باطری‌ها گذشت زمان موجب تخلیه‌ی آنها می‌شود؛
بنابراین مرتباً باید آنها را چک کرد و در صورت لزوم دوبار شارژ شوند که این مسئله
در برخی سیستم‌ها ایجاد مشکل می‌کند.

رهبر این گروه معتقد است که احتمال دارد این فنرهای جدید قبل از این که در دستگاه‌های
میکروالکترومکانیکی استفاده شود، در ادوات بزرگ به کار گرفته شود؛ برای مثال در
جاهایی که انرژی الکتریکی برای انجام یک عمل مکانیکی استفاده می‌شود، می‌توان به
جای منبع الکتریسیته از این فنرها بهره جست.

از دیگر مزایای این فنرهای نانولوله‌ای، حساسیت نداشتن آنها به دما و دیگر شاخص‌های
محیطی است؛ در حالی که باطری‌ها باید در شرایط بهینه و مشخصی نگهداری شوند.
بنابراین از این فنرها می‌توان برای شرایط خاصی نظیر دما یا فشار بالا بهره جست و
یا در سفینه‌های فضایی که شرایط مختلفی از جمله اتمسفر خیلی سرد یا گرم را متحمل
هستند، استفاده کرد.

فنرهای نانولوله‌ای را می‌توان به کرات شارژ و دشارژ کرد، بدون این که عملکردش ضعیف
شود.

خانم لایومور می‌گوید: «برای رسیدن به فنرهایی که بتواند به اندازه‌ی آنچه آنها در
تئوری آنها محاسبه کرده‌اند، انرژی ذخیره کندف باید تحقیقات بسیاری را انجام داد.»