۱۹ دی ۱۳۹۶،‏ ۸:۲۷
کد خبر: 82789947
۰ نفر
افزايش انرژي ابرخازن‌ها با استفاده از فناوري نانو

تهران- ايرنا- محققان باشگاه پژوهشگران جوان دانشگاه آزاد اسلامي تهران در تحقيقات آزمايشگاهي ابرخازن‌هايي ساخته‌اند كه با وجود اندازه‌ بسيار كوچك، مي‌توانند انرژي قابل ‌مقايسه‌اي با باتري‌هاي ليتيومي در خود ذخيره كنند.

به گزارش روز سه شنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو رياست جمهوري، ابرخازن‌ها يكي از سيستم‌هاي ذخيره انرژي هستند كه در چند سال اخير به دليل توانايي منحصر به فردشان در شارژ سريع (در حد چند ثانيه) با جريان بالا، توجه بسياري را به خود جلب كرده‌اند. اما مهمترين مشكل بر سر راه توسعه‌ ابرخازن‌ها، انرژي پايين آن‌هاست. با توجه به توان بالا و نيز عمر چرخه‌اي بسيار زياد ابرخازن‌ها، درصورتي‌كه مشكل انرژي كمتر آن‌ها نسبت به باتري‌ها حل شود، بدون شك جاي باتري‌ها را خواهند گرفت. در اين صورت ديگر نيازي نخواهد بود كه براي شارژ موبايل، لپ تاپ و يا حتي اتومبيل هاي برقي، ساعت ها منتظر ماند.
به گفته‌ سيد ابراهيم موسوي فرد پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامي تهران مركز، در اين تحقيق، به كمك فناوري نانو و به روشي ساده، كره‌هايي چندلايه و توخالي با لايه‌هايي نانومتخلخل كه متضمن مساحت سطح زيادي هستند، از فسفيد مس و كبالت سنتز شده و كارايي آن در زمينه ساخت ابرخازن مورد بررسي قرار گرفته است.
وي عنوان كرد: ابرخازن ساخته شده از اين ماده (با توجه به ويژگي‌هاي ساختاري منحصربه‌فرد آن) مي‌تواند انرژي قابل‌ مقايسه با باتري‌هاي ليتيومي در خود ذخيره كند. اين ابرخازن اگرچه كوچك‌تر از يك بند انگشت است، اما به‌راحتي توانسته است در مرحله‌ پايلوت، انرژي 32 عدد LED آبي‌رنگ ( V3/2) كه به‌صورت BPJ (مخفف باشگاه پژوهشگران جوان) آرايش يافته‌اند را تأمين نمايد.
عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامي تهران مركز افزود: از آنجايي كه كارايي انواع حسگرها، كاتالسيت‌ها، نانو راكتورها، پيل‌هاي سوختي، باتري‌ها و ابرخازن‌ها شديداً تحت تأثير شكل و ويژگي‌هاي ريزساختاري مواد تشكيل دهنده آن‌هاست، لذا طراحي و ارائه روشي ساده و ارزان قيمت براي توليد نانوساختارهايي از اين قبيل با ساختاري منحصربه‌فرد و نانومتخلخل در حوزه‌هاي ذكر شده بسيار حائز اهميت است.
موسوي فرد در ادامه عنوان كرد: افزون بر مورد ساخت ابرخازن‌ها، كره‌هاي توخالي، چندلايه و نانومتخلخل فسفيد كبالت و مس توليد شده در اين تحقيق به‌طور مستقيم در حوزه پزشكي و دارويي (جهت طراحي و ساخت سيستم‌هاي رهايش دارو، بايوحسگرها، نانو‌‌رآكتورها)، حوزه انرژي (جهت ساخت پيل‌هاي سوختي، باتري‌ها) و صنايع شيميايي (حسگرها، كاتاليست‌ها و فتوكاتاليست‌ها) نيز كارايي دارد.
در اين تحقيق از آزمون‌هاي XPS و XRD براي تأييد سنتز فسفيد كبالت و مس ، BET براي تأييد ساختار نانومتخلخل ماده سنتز شده و از ميكروسكوپ‌هاي SEM و TEM براي تأييد مورفولوژي كره‌هاي توخالي چندلايه استفاده شده است. در بخش بررسي مشخصات ابرخازني نيز از آزمون‌هاي الكتروشيميايي شامل CV، CD، Rate capability و Cyclic life و EIS استفاده شده است.
اين كار تحقيقاتي از همكاري دكتر سيد ابراهيم موسوي فرد- عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامي تهران مركز- سعيد كمري- كارشناس ارشد فيزيك از دانشگاه تربيت مدرس- جواد شمسي- عضو مؤسسه تحقيقاتي IIT ايتاليا- و دكتر علي باكويي- عضو هيأت علمي دانشگاه تربيت مدرس- حاصل شده است. نتايج اين كار در مجله Materials Chemistry A با ضريب تأثير 8/9 (جلد 5، سال 2017، صفحات 18429 تا 18433)چاپ شده است.
علمي**1023**1440
تنظيم:ابوالقاسم تيموري** انتشار: گلشن