تم أخيراً نشر ورقة بحثية في مجلة Advanced Energy Materials العلمية الشهيرة تتحدث عن قيام فريق بحثي من مختبر البروفيسور حسام الشريف ، استاذ هندسة وعلوم المواد في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية ، بتطوير جهاز دقيق لتخزين الطاقة بحجم و كثافة غير مسبوقة. وقاد هذا البحث البروفيسور حسام بمساعدة طالبة الدكتوراه نهي الحبشي والدكتور ناريندرا كورا، زميل ما بعد الدكتوراه.

والمكثفات الفائقة هي أجهزة لتخزين الطاقة تقع بين البطاريات ومكثفات الكهرباء الساكنة. ويذكر أن حجم سوق المكثفات الفائقة ينمو بسرعة فائقة نتيجة إستخدامها في العديد من التطبيقات، بما في ذلك الأدوات الكهربائية المحمولة، والرافعات، والقطارات الكهربائية ومصابيح الشوارع. وتقول نهى الحبشي طالبة الدكتوراه وعضوة الفريق البحثي للدكتور حسام الشريف للمواد والاجهزة النانونية الوظيفية : " إن المكثفات الفائقة والمتناهية في الصغر التي قمنا بتصنيعها تفوق في أدائها بطاريات الشرائح الرقيقة المتطورة، كما يمكن استخدامها لتطوير أداء بطاريات الشرائح الرقيقة الحالية.

وقد تم تصنيع هذه المكثفات باستخدام طرق تصنيع مختلفة بدمج الشرائح واستخدام مادة هيدروكسيد النيكل الثنائي كمادة نشطة لتصنيع أقطاب المكثف. وكان العنصر الرئيسي لتحقيق الأداء هو التحكم في عملية التنوي للجزيئات النانونية لمادة هيدروكسيد النيكل الثنائي المترسبة من عملية الفصل الكيميائي. وقد قامت طالبة الدكتوراه نهى الحبشي بتطوير عملية فصل مادة هيدروكسيد النيكل الثنائي باستخدام عملية الفصل الكيميائي في درجة حرارة الغرفة العادية، حيث تقول: " ميزة هذه العملية هي أنها رخيصة وقابلة للتطوير، وأن ترسيب المواد النشطة يتم بالكامل في درجة حرارة الغرفة العادية".

وتختلف بنية المكثفات المصنعة بواسطة فريق جامعة الملك عبدالله مقارنة بالمكثفات المزدوجة التقليدية أو أشباه المكثفات. حيث يتم تصنيع الوحدات علي شكل جزيئات يمكن دمجها مع المكونات الإلكترونية الأخرى. علي سبيل المثال، يمكن إستخدام المكثفات الفائقة متناهية الصغر لشحن وتشغيل الأجهزة الإلكترونية الدقيقة مثل النظم الكهروميكانيكية الصغري (MEMS)، والمستشعرات الدقيقة، و روبوتات النانو. ويقول الدكتور كورا: " يمكن استخدام المكثفات الفائقة كرقائق لتخزين الطاقة تدمج مع الأجهزة الإلكترونية الدقيقة".

ويعمل فريق البروفيسور الشريف في مجال تخزين الطاقة، مع التركيز علي تطوير مواد الأقطاب الكهربائية المستخدمة في المكثفات الفائقة، وبطاريات الليثيوم أيون، ومؤخرا بطاريات الصوديوم أيون. وقال البروفيسور الشريف " أعتقد أن هذا المجال البحثي هو مجال استراتيجي لجامعة الملك عبدالله وللمملكة العربية السعودية، وأنا سعيد لأننا قمنا بتصميم برنامج متميز في هذا المجال".