Quando o professor associado Qi Hua Fan, do departamento de engenharia elétrica e ciência da computação, decidiu fazer um supercapacitor menos caro para armazenar energia renovável, ele desenvolveu uma nova tecnologia de plasma que irá agilizar a produção de telas de exibição.
p Por seu trabalho em tecnologias de filme fino e plasma, Fan foi eleito o pesquisador do ano pela Jerome J. Lohr College of Engineering. Sua pesquisa se concentra em materiais nanoestruturados usados para energia fotovoltaica, armazenamento de energia e displays.Fabricação de eletrodos para supercapacitores
p Na primavera passada, Fan recebeu uma doação de prova de conceito do Departamento de Energia por meio do Centro Regional de Concessão Solar do Centro-Norte para determinar se biocarvão, um subproduto de um processo que converte materiais vegetais em biocombustíveis, poderia ser usado no lugar do caro carvão ativado para fazer eletrodos para supercapacitores.Sun Grant promove a colaboração entre pesquisadores de instituições de concessão de terras, agências governamentais e do setor privado para desenvolver e comercializar energias renováveis, tecnologias de energia de base biológica. As bolsas de prova de conceito permitem que os pesquisadores avancem com pesquisas promissoras para o próximo nível de desenvolvimento e comercialização de produtos.
"A quantidade de carga armazenada em um capacitor depende da área de superfície, "Fan explicou, "e as nanopartículas de biochar podem criar uma área de superfície extremamente grande que pode conter mais carga."
Ele deposita o biochar em um substrato usando um processo eletroquímico com patente pendente que ele desenvolveu e licenciou para a Applied Nanofilms LLC, em Brookings. Nanofilmes e Wintek aplicados, uma empresa que fabrica telas planas para notebooks e telas sensíveis ao toque em Ann Arbor, Michigan, forneceu fundos de contrapartida.
p Através deste projeto, Fan desenvolveu uma maneira mais rápida de tratar as partículas de biochar usando uma nova tecnologia chamada ativação de plasma. "Tratar significa usar plasma para mudar a superfície do material, como a criação de poros, "Fan disse.O tratamento com plasma ativa o biochar em cinco minutos e em temperatura ambiente, Fan explicou. A ativação química convencional leva várias horas para ser concluída e deve ser feita em altas temperaturas - aproximadamente 1, 760 graus Fahrenheit.
p “Isso economiza energia e é muito mais eficiente, "Fan disse. Neste projeto, ele tem colaborado com o professor assistente Zhengrong Gu no departamento de engenharia agrícola e de biossistemas, cuja pesquisa se concentra em materiais e dispositivos de armazenamento de energia. Eles planejam usar esses resultados promissores para solicitar financiamento federal. p Aplicação de processo de plasma a monitores p A técnica que trata eletrodos de biochar para supercapacitores também pode ser usada na confecção de displays, explicou Fan, que foi um cientista pesquisador na Wintek há mais de 10 anos. Desde o outono passado, Fan tem colaborado com a Wintek em maneiras de produzir mais eficiente, materiais de melhor desempenho, como películas finas de silício e carbono, para os displays da empresa."O processamento de plasma é uma tecnologia muito crítica em materiais e dispositivos optoeletrônicos modernos, "Fan explicou. O plasma de alta energia pode depositar filmes finos altamente transparentes e condutores, criar semicondutores de alta qualidade, e dispositivos de escala micro ou nano, tornando as imagens de exibição mais brilhantes e claras.
Fan trabalhará com a Wintek para desenvolver um protótipo de sistema de plasma. O método de ativação tem o potencial de melhorar a eficiência da produção, economizando tempo e energia, ele notou.
