آخرین اخبار

ظرفیت ذخیره‌ی انرژی ابرخازن‌ها افزایش می یابد

ابر خاذن ها
نوشته شده توسط تیم رصد علمنا

ظرفیت ذخیره‌ی انرژی ابرخازن‌ها به کمک فناوری نانو افزایش می یابد…

نیروگاه‌های سوخت فسیلی بخش عمده‌ی انرژی موردنیاز شهرها را تولید می‌کنند که عامل اصلی نشر گازهای گلخانه‌ای و آلودگی‌های زیست محیطی هستند.
از این رو، بزرگ‌ترین مشکلات جامعه‌ی مدرن، تأمین کارآمد انرژی است. اخیراً تلاش‌های قابل‌توجهی در توسعه‌ی شکل‌های تجدید پذیر انرژی مانند انرژی‌های هیدروالکتریک، خورشیدی، زمین گرمایی، باد و غیره صورت گرفته است، اما با فناوری‌های فعلی هیچ یک از منابع تجدید پذیر انرژی به لحاظ اقتصادی توانایی جانشینی سوخت‌های فسیلی را ندارند. ازاین‌رو استفاده از وسایل ذخیره‌ی انرژی از جمله ابرخازن‌ها می‌تواند تا حدود زیادی استفاده از منابع طبیعی تأمین انرژی را توسعه دهد.
به دلیل اهمیت این موضوع، فعالیت هایی توسط محققان ایرانی در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده است. که طی انجام، یک طرح آزمایشگاهی موفق شدند ظرفیت ذخیره‌ی انرژی و عمر ابرخازن‌ها را افزایش دهند. و می توان گفت کاربرد این عملکرد در حوزه‌هایی همچون حمل‌ونقل، هوافضا و پزشکی بسیار حائز اهمیت است.
دکتر علی‌اصغر انصافی، مجری این طرح چگالی بالای انرژی و توان مناسب را به‌عنوان دو مزیت مهم ابرخازن‌ها معرفی کرد و افزود: روش مورد استفاده در این پژوهش جهت تولید الکترود به کار برده شده در ابرخازن‌ها، آسان، سریع، کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست است.
انصافی در رابطه با نقش فناوری نانو در این طرح اظهار داشت: در این پژوهش حفرات نانومتری با ساختار منظم بر روی سطح الکترودی از جنس فولاد زنگ نزن ایجاد شده و در ادامه نانوذرات مس- بیسموت اکسید بر روی این الکترود نشانده شده‌است. وجود حفرات نانومتری بر روی بستر فولادی منجر به افزایش سطح و در نتیجه افزایش تعداد مکان‌های فعال جهت قرارگیری نانوذرات بر روی سطح می‌گردد. رشد نانوذرات در سطح وسیع‌تر موجب بهبود پایداری و اندازه‌ی کوچک‌تر آن‌ها منجر به افزایش نفوذ یون‌ها و افزایش ظرفیت ابرخازن شده است.
این محقق در ادامه به تکمیل توضیحات طرح خود پرداخت و گفت: ابتدا به‌وسیله‌ی فرایند آندایزینگ، سطح الکترود از جنس فولاد زنگ نزن حفره‌دار شد. سپس نانوذرات مس- بیسموت اکسید با اعمال یک پتانسیل ثابت بر روی سطح این الکترود رسوب داده شدند. سپس ساختار و مورفولوژی الکترود تولید شده با استفاده از روش‌هایی همچون XRD، EDX و میکروسکوپ الکترونی روبشی، مورد تأیید قرار گرفت. در نهایت خواص الکتروشیمیایی الکترود نیز به‌وسیله‌ی روش‌های ولتامتری چرخه‌ای، شارژ و تخلیه‌ی گالوانواستاتیک و طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شد.
گفتنی است نتایج به‌دست‌آمده از آزمون‌های الکتروشیمیایی حاکی از آن است که مقدار ظرفیت الکترود تولید شده ۶۷۴ فاراد بر گرم در چگالی جریان ۱ آمپر بر گرم بوده است. این الکترود پس از ۵۰۰ دوره‌ی شارژ و تخلیه، حدود ۸۰ درصد ظرفیت اولیه‌ی خود را حفظ کرده که نشان‌دهنده‌ی پایداری خوب این ترکیب است.

درباره نویسنده

تیم رصد علمنا

دیدگاه شما چیست