أقطاب مكثفات فائقة بأكسيد الموليبدينوم
العنوان الرسمي للبراءة
مكثفات فائقة هجينة نانوية لتخزين الطاقة
العنوان الإنجليزي: Nanohybrid supercapacitors for energy storage
الاختراع
الاختراع
المشكلة
تحتاج المكثفات الفائقة إلى مواد أقطاب تجمع سرعة التعامل مع الشحنة والتوصيل وإتاحة السطح والمتانة وكثافة طاقة مفيدة دون معالجة مكلفة أو معقدة.
أهميتها
قد يدعم تحسين التخزين قصير المدة موازنة القدرة والشحن السريع والإلكترونيات ودمج الطاقة المتجددة في التطبيقات التي تفيد فيها دورات الشحن والتفريغ المتكررة.
النهج
تشحن الطريقة مكثفًا يحتوي مصعده أو مهبطه على مركب نانوي من C3N4 الغرافيتي وMoO3 وMgAl2O4. ويكوّن التركيب الموصوف جسيمات أكسيد معدني على صفائح نيتريد كربون مسامية ويعمل بتيار متناوب ضمن نطاق محدد من ترددات الميغاهرتز.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي المكثفات الفائقة ومنتجي مواد الأقطاب ومطوري إلكترونيات القدرة ومختبرات الطاقة المتجددة والمصنعين الذين يقيّمون مكونات تخزين هجينة نانوية.
القيمة المحتملة
يجمع المفهوم صفائح نيتريد كربون موصلة وأكسيد الموليبدينوم وألومينات المغنيسيوم في مادة قطب مسامية محددة ذات سلوك كهربائي معتمد على التردد ومقاس.
الخلفية
الخلفية
يمكن للمكثفات الفائقة توفير قدرة عالية ودورات سريعة، لكن كثافة الطاقة والأداء العملي يعتمدان على توصيل القطب والسطح النشط وبنية المسام وتفاعل الإلكتروليت وثبات الواجهات. وتجمع الأقطاب الهجينة مكونات كربونية وأكاسيد معدنية لموازنة سلوك الطبقة المزدوجة والأكسدة والاختزال. ويقترح المنشور نيتريد الكربون الغرافيتي وأكسيد الموليبدينوم وألومينات المغنيسيوم في هجين نانوي مسامي. وتُوصف أشكال بنيوية وكهربائية معتمدة على التردد، لكن السجل المتاح لا يذكر سعة الجهاز أو كثافة الطاقة أو كثافة القدرة أو المقاومة المكافئة أو التسرب أو الاحتفاظ عبر الدورات.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي مركب القطب النانوي على C3N4 الغرافيتي وMoO3 وMgAl2O4 وفق علاقة كتلية مذكورة، مع جسيمات كروية من الأكاسيد المعدنية موزعة على صفائح ورقائق مسامية. وتُحدد مساحة BET وقطر المسام وحجمها والمسافات الطورية وقمم XRD والشكل النانوي. ويُشحن مكثف يحمل المادة على المصعد أو المهبط بتيار متناوب عند نحو 1–12 ميغاهرتز، وتصف الرسومات اعتماد التوصيل وثابت العزل وفقد العزل على التردد.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- أقطاب مكثفات فائقة مرشحة للتقييم المختبري.
- أبحاث العزل والتوصيل عند الترددات العالية.
- مواد هجينة نانوية لدراسات تخزين الطاقة قصير المدة.
- تطوير أقطاب من نيتريد الكربون والأكاسيد المعدنية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يدمج المركب نيتريد الكربون مع طورين من الأكاسيد المعدنية.
- تُحدد البنية المسامية وتشتت الأكسيد على المقياس النانوي.
- يُوصف توصيف الأطوار والسطح والمسام والخصائص الكهربائية المعتمدة على التردد.
- يمكن دمج المادة في طبقة مصعد أو مهبط.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يُوصف توصيف بنيوي وكهربائي مختبري معتمد على التردد؛ ولم تثبت مقاييس المكثف الكاملة أو اختبار الدورات أو الخلية الكاملة أو التحقق المستقل من الأداء.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم الهجين النانوي مطوري الأقطاب والمواد المتخصصة، لكن بناء حالة تجارية لمكثف فائق يتطلب قياسًا مستقلًا للسعة وكثافة الطاقة والقدرة والمقاومة والتفريغ الذاتي ونافذة الجهد والسلوك الحراري والعمر الدوري وتوافق الإلكتروليت وقابلية تكرار التوسع والتكلفة ومقارنة الخلية الكاملة. ولا يثبت هنا أداء التخزين على مستوى الجهاز.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- H01G11/36المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
- H01G11/24المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- H01G11/04المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
- H01G11/24المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
- H01G11/36المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
- H01G11/46المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
- H01G11/50المكثفات؛ المكثفات والمقومات والكواشف وأجهزة التبديل والأجهزة الحساسة للضوء أو الحرارة من النوع الإلكتروليتي
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- مكثف فائق
- تخزين الطاقة
- نيتريد الكربون الغرافيتي
- أكسيد الموليبدينوم
- ألومينات المغنيسيوم
- هجين نانوي
- استجابة عازلة
- قطب
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.