به گزارش روز دوشنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو رياست جمهوري،رشد و توسعه جوامع بشري همواره مستلزم توليد و مصرف انرژي بوده است. مصرف سوخت‌هاي فسيلي تجديد ناپذير به‌عنوان منابع انرژي، به علت مشكلات زيست‌محيطي فراوان، هرگز جوابگوي بشر براي ادامه بقا، توسعه و تكامل نخواهد بود.
از سوي ديگر، رشد فزاينده بازار تجهيزات الكترونيكي قابل‌حمل از جمله لپ‌تاپ‌ها و گوشي‌هاي هوشمند، افزايش تقاضا براي ساخت و توسعه تجهيزات ذخيره انرژي را به دنبال داشته است. ابرخازن‌ها در آينده‌اي نزديك مي‌توانند جايگزين خوبي براي باتري‌هاي رايج امروزي باشند.
به گفته دكتر مهدي شباني نوش آبادي محقق دانشگاه كاشان، در پژوهش حاضر تلاش شده است تا با پوشاندن الكترود ابرخازن‌ها با يك نوع پوشش نانوكامپوزيتي، كارايي و عملكرد آن‌ها بهينه شود.
وي افزود: اين پوشش نانوكامپوزيتي به كمك يك روش ارزان، آسان و سازگار با محيط سنتز شده است كه توليد اين پوشش‌ها در مقياس صنعتي را در آينده امكان‌پذير مي‌نمايد. هرچند اين نوع پوشش‌ها هنوز در مرحله تحقيق و توسعه است و راه زيادي تا تجاري‌سازي و استفاده از آن‌ها در مقياس‌هاي صنعتي باقي مانده است.
اين محقق با مقايسه باتري‌هاي ليتيومي رايج و ابرخازن‌ها، اظهار داشت: هرچند ابرخازن‌ها در مقايسه با باتري‌هاي يون ليتيوم چگالي توان ويژه بسيار بالاتري از خود نشان مي‌دهند، اما همچنان چگالي انرژي ويژه پايين آن‌ها در مقايسه با باتري‌هاي يون ليتيوم، به‌عنوان يك چالش جدي مطرح است.
شباني ادامه داد: اين طرح در گام اول با هدف كاملاً پژوهشي و در مقياس آزمايشگاهي انجام گرفته است، اما اميدواريم در ادامه با تلاش‌هاي روزافزون در سنتز نانوكامپوزيت هاي مؤثرتر، خواص خازني ابرخازن‌ها از جمله ظرفيت انرژي بالاتر، عمر چرخه‌اي بيشتر و مهمتر از همه چگالي انرژي ويژه بالاتر، در مسير كاربردي كردن اين طرح، گام‌هاي بلندتري برداريم.
در طرح حاضر يك پوشش نانوكامپوزيتي متشكل از يك جزء گرافني (اكسيد گرافن) و يك جزء پليمري سنتز شده است. روند سنتر به‌صورت يك فرايند دومرحله‌اي بوده است. در مرحله اول با استفاده از يك فرايند الكتروشيميايي، نانوصفحات گرافن بر روي الكترود كربن شيشه‌اي سنتز شده‌اند.
در مرحله دوم پليمر پلي آنيلين با روش الكتروشيميايي ولتامتري چرخه‌اي بر روي الكترود رسوب داده شده‌اند. به‌منظور شناسايي پوشش نانوكامپوزيت تثبيت شده بر روي الكترود از روش‌هاي ميكروسكوپي،طيف‌نگاري و پراش استفاده شده است. همچنين به‌منظور ارزيابي‌هاي خواص خازني از آزمون‌هاي طيف‌نگاري امپدانس الكتروشيميايي و ولتامتري چرخه‌اي استفاده شده است.
اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي دكتر مهدي شباني نوش‌آبادي- عضو هيأت علمي دانشگاه كاشان- و فاطمه زاهدي- دانشجوي مقطع دكتراي اين دانشگاه- است. نتايج اين كار در مجله Electrochimica Acta با ضريب تأثير 4.798 (جلد 245، سال 2017، صفحات 575 تا 586) منتشر شده است.
علمي**1023**1440
تنظيم:ابوالقاسم تيموري** انتشار: گلشن
تهران- ايرنا- محققان دانشگاه كاشان، پوشش‌هاي نانوكامپوزيتي آزمايشگاهي را سنتز كرده‌اند كه در توليد ابرخازن‌ها كاربرد دارند و موجب بهبود عملكرد و همچنين افزايش عمر و كارايي آن ها مي شود. ابرخازن‌ها در آينده جاي باتري‌هاي مرسوم يون ليتيوم را خواهند گرفت.
