भारतीय शोधकर्ताओं ने 3.4V सुपरकैपेसिटर में अभूतपूर्व सफलता हासिल की, अध्ययन एक पत्रिका में प्रकाशित हुआ।

भारतीय शोधकर्ताओं ने दोहरे कार्य वाले छिद्रपूर्ण ग्राफीन कार्बन नैनोकम्पोजिट (पीजीसीएन) इलेक्ट्रोड का उपयोग करके एक उच्च-वोल्टेज सुपरकैपेसिटर विकसित किया है, जो एक ऐसी सफलता है जिससे इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) तेज त्वरण और विस्तारित ड्राइविंग रेंज प्राप्त कर सकते हैं, साथ ही सौर और ग्रिड-स्तरीय ऊर्जा भंडारण को भी लाभ पहुंचा सकते हैं।

विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अधीन एक स्वायत्त संस्थान, इंटरनेशनल एडवांस्ड रिसर्च सेंटर फॉर पाउडर मेटलर्जी एंड न्यू मैटेरियल्स (एआरसीआई) में विकसित इस नवाचार ने पारंपरिक सुपरकैपेसिटरों की वोल्टेज संबंधी सीमाओं को पार कर लिया है। व्यावसायिक उपकरण आमतौर पर 2.5-3.0 वोल्ट के बीच काम करते हैं, जिसके बाद इलेक्ट्रोलाइट्स के विघटन और सुरक्षा संबंधी समस्याएं उत्पन्न हो जाती हैं। नव विकसित पीजीसीएन-आधारित प्रणाली ने 3.4 वोल्ट का परिचालन वोल्टेज प्राप्त कर लिया है, साथ ही ऊर्जा भंडारण क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि भी की है।

शोध दल के अनुसार, पीजीसीएन सामग्री की दोहरी कार्यक्षमता—जो जल-प्रतिरोधी और कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ अत्यधिक अनुकूल है—अपघटन को कम करती है और इलेक्ट्रोलाइट को इसकी छिद्रपूर्ण संरचना में तेजी से प्रवेश करने देती है। इससे आयन परिवहन और विद्युत रासायनिक दक्षता में सुधार होता है, जिसके परिणामस्वरूप 33% अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता, उच्च विद्युत उत्पादन और दीर्घकालिक स्थायित्व प्राप्त होता है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और ग्रिड अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

शोधकर्ताओं ने बताया कि यह उपकरण 15,000 चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद भी अपनी 96% क्षमता बरकरार रखता है और 17,000 W/kg तक की पावर डेंसिटी प्रदान करता है।

इस सामग्री का निर्माण 1,2-प्रोपेनेडियोल को पूर्ववर्ती पदार्थ के रूप में उपयोग करके पर्यावरण के अनुकूल हाइड्रोथर्मल कार्बोनाइजेशन प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। 300°C पर 25 घंटे की यह प्रक्रिया हानिकारक रसायनों से बचाती है, पर्यावरणीय प्रभाव को कम करती है और प्रयोगशाला से लेकर औद्योगिक उत्पादन तक 20% से अधिक उपज के साथ विस्तार योग्य है।

उच्च परिचालन वोल्टेज से कई कम वोल्टेज वाले सेल को एक साथ जोड़ने की आवश्यकता कम होने की उम्मीद है, जिससे इलेक्ट्रिक वाहनों और नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में अधिक कॉम्पैक्ट और कुशल मॉड्यूल बनाना संभव होगा। अधिकारियों ने कहा कि यह विकास भारत के स्वच्छ ऊर्जा उद्देश्यों के अनुरूप है और उन्नत ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों में घरेलू क्षमताओं को मजबूत करके आत्मनिर्भर भारत पहल का समर्थन करता है।

यह अध्ययन केमिकल इंजीनियरिंग जर्नल में प्रकाशित हुआ है।