ABD’deki California San Diego Üniversitesi (UC San Diego) araştırmacıları, kullanım ömrünün ardından parçalarına ayrılarak temel bileşenleri yeniden kullanılabilen çinko iyonlu yapısal bir süper kapasitör geliştirdi. Geri kazanılan karbon fiber bileşen, ilk üretim ve iki geri dönüşüm süreci boyunca 172 binden fazla şarj-deşarj döngüsünü tamamladı. Araştırma 11 Ağustos 2026’da ACS Energy Letters dergisinde yayımlandı.
30 DAKİKADA PARÇALARINA AYRILIYOR
Araştırmacılar Nandu Koripally, Lulu Yao, Robert Chambers, Shengqiang Cai ve Tse Nga Ng tarafından geliştirilen sistemde çinko iyonları ile su bazlı, yanıcı olmayan bir elektrolit kullanıldı. Süper kapasitörün anot bölümünde çinko metal ve bakır folyo, katot bölümünde ise aktif karbon fiber kullandı.
Katmanların arasında çinko klorür çözeltisi emdirilmiş gözenekli reçine esaslı katı elektrolit bulunuyor. Isıtıldığında güçlü bağlar oluşturan bu yapı, hafif asidik su bazlı çözeltiye konulduğunda ayrışabiliyor.
Testlerde cihazın katmanları yaklaşık 30 dakika içinde birbirinden ayrıldı. Bu şekilde karbon fiber katot geri kazanılarak yeni süper kapasitörlerin üretiminde tekrar kullanılabildi.
172 BİNDEN FAZLA ŞARJ-DEŞARJ DÖNGÜSÜ
Araştırma ekibi, geri kazanılan karbon fiber katodu iki kez daha yeni katı elektrolitler ve çinko anotlarla bir araya getirerek yeni hücreler oluşturdu.
İlk üretimden iki geri dönüşüm aşamasının sonuna kadar karbon fiber bileşen 172 binden fazla şarj-deşarj döngüsünü tamamladı. Araştırmacılar, süreç boyunca benzer elektriksel performansın korunduğunu ifade etti.
Bilimsel çalışmada yapısal süper kapasitörün 13,9 GPa eğilme modülüne ulaştığı belirtildi. Cihazın özgül enerji değeri ise 18 W/kg güç yoğunluğunda 3,57 Wh/kg olarak ölçüldü.
MODEL PLANÖRÜN KANATLARINDA DENENDİ
Araştırmacılar teknolojinin yapısal bir enerji depolama sistemi olarak kullanılabileceğini göstermek için dört prototip süper kapasitörü bir model planörün kanatlarına entegre etti.
Süper kapasitörlerden enerji alan pervaneyle planör yaklaşık 3,7 metre ilerledi. Harici güç desteği olmadan yapılan denemede ise yaklaşık 2,4 metre mesafe kaydedildi.
ELEKTRONİK ATIK İÇİN GERİ DÖNÜŞÜM ODAKLI TASARIM
Çalışmanın çıkış noktalarından birini, geleneksel enerji depolama sistemlerinin kullanım ömrü sonunda parçalarına ayrılmasının ve malzemelerinin geri kazanılmasının güç olması oluşturuyor.
Araştırmacılar yeni tasarımda yalnızca enerji depolama performansına değil, malzemelerin kullanım ömrünün tamamına odaklandı. Kolay sökülebilen yapı sayesinde temel bileşenlerin yeniden kullanılması ve elektronik atık miktarının azaltılması hedefleniyor.
