ไมโครซุปเปอร์คาปาซิเตอร์สามารถสร้างไว้ในไอซีได้

อัปเดต: 11 สิงหาคม 2023

นักวิจัยจาก Dalian Institute of Chemical Physics ได้ค้นพบวิธีในการฝากไมโครคาปาซิเตอร์ไว้บนพื้นผิวเช่นซิลิกอนอย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มการเก็บพลังงานโดยตรงไปยังไอซี

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์วางอยู่บนวัสดุดังกล่าว แต่ทีมงานอ้างว่าได้รวมความหนาแน่นของเซลล์แบบไม่มีประธาน ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า และความสอดคล้องระหว่างเซลล์กับเซลล์ ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งหากเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมจะต้องมีประจุไฟฟ้าที่ยาวนาน - ปล่อยวงจรชีวิต

โครงสร้างพื้นฐานเป็นแบบระนาบ โดยมีความจุที่พัฒนาขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดแบบอินเตอร์ดิจิเต็ดบนพื้นผิวเรียบเดียวกัน

ตัวเก็บประจุถูกสร้างขึ้นแบบเคียงข้างกันและแยกด้วยไฟฟ้า ทำให้สามารถสะสมไว้ในอาร์เรย์แล้วเชื่อมต่อด้วยตัวนำเป็นชุดหรือชุดขนาน

พื้นที่ เทคโนโลยี เครื่องสาธิตประกอบด้วยเซลล์ 400 เซลล์ที่วางอยู่บนพื้นผิวแข็งขนาด 3.5 x 4.1 ซม. (28 เซลล์/ซม.2) ที่ได้ผลลัพธ์ออกมา แรงดันไฟฟ้า 75.6V/ซม2 และความหนาแน่นเชิงปริมาตร 9.8mWh/cm3. ความจุ 4.1mF/cm2 และ 457F/ซม3.

92% หากความจุเริ่มต้นยังคงอยู่หลังจาก 4,000 รอบการคายประจุ (เซลล์ 60 ซีรีส์ถูกชาร์จที่ 162V ที่ 2.7μA)

อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นเจล (โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ + กรดซัลฟิวริก) ถูกฝากไว้โดยการพิมพ์ 3 มิติผ่านเข็มเจาะขนาด 210μm ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 4 มม./วินาที เพื่อทำให้เซลล์สมบูรณ์ เนื่องจากเป็นเจล จึงไม่จำเป็นต้องมีผนังกั้นอิเล็กโทรไลต์จากการลัดวงจรไปยังเซลล์ที่อยู่ติดกันแม้ว่าจะอยู่ใกล้กันก็ตาม การพิมพ์แบบจุดหรือการพิมพ์แบบแบ่งบรรทัดไม่สามารถโน้มน้าวให้ได้ความแม่นยำในการพิมพ์ที่ต้องการ

นอกจากนี้ยังพิมพ์อาร์เรย์เซลล์ 340 เซลล์ที่ใช้งานได้บนวัสดุพิมพ์โพลีเมอร์ PET ที่ยืดหยุ่น

ผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์เป็น 'ไมโครซุปเปอร์คาปาซิเตอร์แบบบูรณาการเสาหินพร้อมประสิทธิภาพปริมาตรเชิงระบบที่สูงเป็นพิเศษและแรงดันเอาต์พุตแบบแยกส่วน' ในการทบทวนวิทยาศาสตร์แห่งชาติ สามารถอ่านบทความฉบับสมบูรณ์ได้โดยไม่ต้องชำระเงิน

Dalian Institute of Chemical Physics ทำงานร่วมกับสถาบันเทคโนโลยีขั้นสูงเซินเจิ้น