ساخت ابرخازن نانوساختاری دوست دار محیط زیست

به گزارش خرید بک لینک، «طراحی، مدلسازی و ساخت ابرخازن نانوساختاری با کارآمدی بالا» طرح تحقیقاتی یک عضو هیئت علمی دانشگاه مازندران است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسیده است.
به گزارش گروه علمی ایرنا از بنیاد ملی علم ایران (INSF)، شهرام قاسمی میر با مدرک دکتری تخصصی شیمی – شیمی تجزیه از دانشگاه تربیت مدرس درباره ی این طرح توضیح داد: افزایش تقاضای انرژی به سبب رشد سریع جمعیت، افزایش استانداردهای زندگی، محدود بودن منابع سوخت های فسیلی و آلودگی شدید محیط زیست، دانشمندان را بیش ازپیش به سوی طراحی و ساخت سیستم های تبدیل و ذخیره انرژی های تجدیدپذیر سوق داده است.
وی اظهار داشت: ازآنجایی که سیستم های تبدیل انرژی عملکردی آنی دارند، وجود یک سیستم ذخیره کننده در کنار آنها حائز اهمیت می باشد. در بین سیستم های ذخیره انرژی الکتریکی، ابرخازن ها محدوده وسیعی از چگالی توان و انرژی را شامل می شوند که کامل کننده خواص باتری ها و خازن های مرسوم می باشد.
این محقق و پژوهشگر اظهار داشت: ازجمله مزایای ابرخازن ها می توان به ظرفیت ذخیره انرژی الکتریکی بالا، چگالی انرژی و توان بالا، پر و تخلیه شدن سریع و پایداری چرخه ای طولانی آنها اشاره نمود. الکترودها نقش بسیار مهمی در عملکرد ابرخازنی دارند. به این جهت در این طرح، با بهره بردن از بستر مقرون به صرفه فوم نیکل و اصلاح آن با نانوچندسازه ای از نانوساختار کربنی و چارچوب فلز-آلی، ابرخازنی با کارآیی بالا ساخته شد.
وی اضافه کرد: بدین منظور، بعد از طراحی ساختارها، خاصیت های آنها توسط مدل سازی های کامپیوتری ارزیابی شد. در ادامه، این ترکیبات در لابراتوار تهیه شده و به عنوان ماده الکترود ابرخازن تحت بررسی های ساختاری و الکتروشیمیایی قرار گرفت و در نهایت، بعد از بهینه سازی مؤلفه های مختلف، نمونه ابرخازن آزمایشگاهی تولید شده است.
این محقق و پژوهشگر اضافه کرد: مطالعات نظری کامپیوتری و پژوهش های عملی آزمایشگاهی انجام شده در اجرای این طرح نشان داد که نانومواد کربنی به سبب مساحت سطح بالا، هدایت الکتریکی قابل توجه و پایداری فیزیکی و شیمیایی بسیار زیاد، ازجمله گزینه های ایده آل در طراحی الکترودهای سیستم های ابرخازنی محسوب می شوند.
قاسمی میر اضافه کرد: چارچوب های فلز-آلی نیز به سبب خواص منحصر به فرد خود نظیر تخلخل بالا، انعطاف پذیری ساختاری، مساحت سطح بالا و حفرات با عامل های قابل تغییر، ظرفیت بسیار بالایی برای استفاده به عنوان مواد الکترودی در ذخیره انرژی الکتریکی دارند. بر این اساس نانوچندسازه ای از نانومواد کربنی و چارچوب های فلز-آلی می تواند با تجمیع مشخصه های ذکر شده، کارآیی بالایی در ذخیره بار در ابرخازن ها داشته باشد.
وی اضافه کرد: نمونه ابرخازن تهیه شده در این پژوهش ظرفیت ویژه بسیار بالا، مقاومت الکتریکی بسیار اندک، چگالی انرژی و چگالی توان مناسب را در کنار پایداری چرخه ای خوب ارائه داد.
این محقق و پژوهشگر تاکید کرد: در این راه، هزینه ساخت پایین، روش ساخت آسان و استفاده از مواد اولیه در دسترس و دوست دار محیط زیست نیز در دستور کار قرار داشت.