Polimer zincirleri arasındaki bağlar, 200 °C sıcaklıkta enerji depolamayı iyileştirdi
Hakemli ince film deneyinde, komşu molekül zincirleri bağlanarak ticari polimer yalıtkanlar güçlendirildi. İşlem görmüş polieterimid, 200 °C sıcaklıkta santimetreküp başına 6,0 joule enerji verirken verim yüzde 90 sınırını aştı. Ayrı çevrim deneyleri dayanımı sınadı. Onlarca yıllık ömür kestirimi ise doğrudan gözlemden değil, hızlandırılmış ölçümler ile modellemeden elde edildi; ticari sistemlerin bütün çalışma koşulları doğrulanmış değil.
Bilim··Öğle
Yalıtkanın içindeki zincirleri bağlamak
Polimer zincirleri arasında yeni bağlar kurulması, hakemli ince film deneyinde yüksek sıcaklıkta enerji depolamayı iyileştirdi. Nature Communications’ta yayımlanan tek çalışmada araştırmacılar, altı kollu bir bağlayıcı ekleyerek filmleri kademeli biçimde ısıttı. Komşu zincirleri bağlayan daha sıkı ağ, moleküllerin hareketini sınırladı. Bağlayıcının florlu grupları da elektrik yüklerini tutan bölgeler oluşturarak uzun mesafeli yük hareketini azalttı. Ayrıntılı karşılaştırmada ticari bir polimer yalıtkan olan polieterimidin işlem görmüş ve görmemiş filmleri kullanıldı.[1]
Enerji ve çevrim ayrı alanlarda ölçüldü
Bağlayıcı oranı yüzde 5 olan film, 200 °C sıcaklıkta yüzde 90 sınırını aşan verim gösterdi; boşaltılabilir enerji santimetreküp başına 6,0 joule oldu. Bu ölçümde elektrik alanı metre başına 650 MV idi. Ayrı çevrim deneyleri aynı sıcaklıkta, metre başına 500 MV alan altında yürütüldü. Enerji yoğunluğu ve verim 100.000 çevrim boyunca kararlı kaldı. Daha büyük bir filmin farklı noktalarındaki kapasitörler de ölçülerek özelliklerin yüzey boyunca ne kadar değiştiği incelendi.[1]
Ömür kestiriminin koşulları var
Yaklaşık 60 yıllık ömür, hızlandırılmış kırılma ölçümlerinin bir güç yasası modeline uydurulmasıyla kestirildi. Hesap 200 °C sıcaklık ve metre başına 200 MV alan için geçerli; onlarca yıl süren gözleme dayanmıyor. Kimyasal yapıları farklı altı polimerde yapılan sınamalarda kazanımlar malzemeye göre değişti. Laboratuvardaki ince film sonuçlarının, ticari bir sistemin bütün çalışma koşullarındaki dayanımı karşılayıp karşılamadığı ayrıca doğrulanmalı.[1]
