ساخت آزمایشگاهی ابرخازن‌هایی با کاربرد ذخیره‌سازی انرژی در دانشگاه صنعتی شریف
پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به ساخت ابرخازن‌هایی با استفاده از نانوساختارها شده‌اند که دارای ظرفیت و انرژی قابل مقایسه با نمونه‌های تجاری مشابه اما پایداری مناسب‌تر است. این ابرخازن‌ها با عملکردی مشابه باتری، در قطعات الکترونیکی قابل حمل همچون تلفن همراه و وسایل حمل و نقل عمومی مانند قطارهای مترو و اتوبوسهای درون شهری کاربرد دارند.
به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، رشد روز افزون فناوری‌های نوین و صنعتی شدن زندگی مردم، لزوم استفاده از قطعات الکترونیکی را در هر مکان و زمان ضروری ساخته است، به گونه‌ای که امروزه، مردم از تجهیزات الکترونیکی در کلیه فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی بهره می‌گیرند. از این‌رو، طراحی ابرخازن‌هایی برای ذخیره‌سازی انرژی با توان بالاتر و ظرفیت بیشتر، به منظور استفاده از وسایل الکترونیکی رایج در مدت زمان‌های طولانی‌تر، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
به گفته محمد قربانی، در این کار تحقیقاتی سعی شده است تا با استفاده از نانوساختارها، کارایی بهتر در ذخیره‌سازی انرژی جهت استفاده در مدارهای الکترونیکی حاصل شود.
وی در خصوص اهمیت بهبود عملکرد این گونه ابرخازن‌ها گفت: «یکی از بزرگترین معضلات در حوزه ابرخازن‌ها پایداری سیستم ذخیره‌کننده انرژی است. برای مثال، سلول خورشیدی در طول روز میتواند انرژی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. با بهره‌گیری از نانوپولک‌های کبالت اکسید در ابرخازن‌های طراحی شده در این طرح، این انرژی به صورت شیمیایی در سیستم ذخیره شده و در زمان نیاز با توان بالا به مدار باز می‌شود».
محقق این طرح در ادامه با بیان دستاوردهای اجرای این طرح ادامه داد: «ساخت این ابرخازن‌ها به روشی ساده و کم‌هزینه صورت گرفته است. افزایش پایداری و ظرفیت ذخیره انرژی در ابرخازن‌های تولید شده از دیگر مزیت‌های استفاده از نانوساختارهای کبالت اکسید در طراحی آنهاست».
قربانی با اشاره به نحوه ساخت و عملکرد ویژه این نانوساختارها در طراحی ابرخازن‌های مذکور افزود: «پس از سنتز و ساخت لایه کبالت فلزی ضخیم روی زیر لایه مس به روش رسوب الکتروشیمیایی، یک لایه متخلخل به همراه نانوپولک‌های کبالت اکسید و/یا هیدروکسید تشکیل می‌شود. به دلیل نسبت سطح به حجم بالا و پخش یکنواخت نانوپولک‌های کبالت اکسید بر تمامی سطح الکترود ابرخازن‌ها، مسیرهای مناسبی برای انتقال حاملهای بار در الکترودهای تولید شده و همچنین، انتقال یون‌ها درون الکترولیت به وجود می‌آید. در این فرآیند، یون‌ها در الکترولیت به درون خلل و فرج نفوذ کرده و با انجام واکنش شیمیایی منجر به تغییر فاز ماده فعال ابرخازن در سطح میشوند. بدین ترتیب انتقال بار سریع و با مقاومت پایین از طریق نانوپولکها و همچنین لایه متخلخل، صورت می‌پذیرد».
وی در پایان با اشاره به ظرفیت بالای این طرح در تولید ابرخازنی شبیه باتری با انرژی، توان و قیمت مناسب، نسبت به سرمایه‌‌گذاری جهت تولید انبوه ابرخازن ساخته شده، با تجمیع و بسته بندی مناسب به صورت تجاری، ابراز امیدواری کرد.
محمد قربانی، دانشجوی دکترای فیزیک دانشگاه صنعتی شریف، دکتر علیرضا مشفق، عضو هیئت علمی دانشکده فیزیک و پژوهشکده نانو، دانشگاه صنعتی شریف و دکتر نعیمه ناصری، عضو هیئت علمی دانشکده فیزیک این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند.
انتهای پیام/
با استفاده مجدد از زبالههای زیستی:
