پلیمرها به دلیل سبک وزنی، مقیاس پذیری و قدرت دی الکتریک بالا برای ذخیره و انتقال انرژی ایده‌آل هستند. با این وجود پلیمرهای تجاری موجود (تحت عنوان BOPP) که در حال حاضر برای وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی مورد استفاده قرار می‌گیرند، قادر به تحمل حرارت‌های بالای عملیاتی بدون تجهیزات اضافی خنک‌کننده نمی‌باشند. که این امر خود باعث افزایش در وزن و همچنین هزینه‌ها برای وسایل نقلیه خواهد شد.
به گزارش گروه ترجمه و تهیه محتوا مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت)، فیلم‌های پلیمری دو بعدی معمول نظیر BOPP باعث افزایش ثابت دی الکتریک و قدرت میدان الکتریکی می‌شود که این عوامل در تضاد با پایداری و توانایی شارژ/تخلیه میباشد. در واقع فیلم در حرارت بالا شکسته می‌شود و الکترون‌ها از الکترود آزاد شده و به داخل پلیمر تزریق می شود که در نهایت باعث ایجاد جریان الکتریکی خواهد شد.
پژوهشگران مواد دانشگاه Penn موفق به ساخت مواد دی الکتریک پلیمری شده‌اند که دارای دانسیته انرژی بالا، توان عملیاتی بالا و کارایی شارژ/ تخلیه عالی برای استفاده در وسایل نقلیه هیبریدی و الکتریکی میباشد. این مواد شبیه به ساختارهای ساندویچ مانند سه بعدی منحصر به فرد میباشد که از میدان الکتریکی در داخل کامپوزیت پلیمر/سرامیک محافظت می‌کند.
این ساختار ساندویچ مانند با داشتن لایه بالایی و زیرین باعث مسدود کردن تزریق بار از الکترودها می‌شود. سپس با قرار دادن مواد پر کننده پلیمر/سرامیک با ثابت دی الکتریک بالا باعث بهبود چگالی انرژی خواهد شد.
لایه‌های بیرونی، متشکل از نانوصفحات نیترید بور در ماتریس پلیمری، عایق‌های بسیار عالی هستند. در حالی که لایه مرکزی مواد با ثابت دی الکتریک بالا تحت عنوان باریم تیتانات میباشد. نتایج نشان می‌دهد که این مواد قادر به تحمل دماهای بالا برای 24 ساعت متوالی بدون هیچ گونه تخریبی میباشد.
دانلود کامل مقاله:
