آخرین اخبار

فناوری نانو راهی برای بهبود عملکرد ابرخازن ها

خازن
نوشته شده توسط تیم رصد علمنا

پژوهشگران دانشگاه قم با استفاده از نانوکامپوزیت‌ها، ابرخازن‌هایی با ظرفیت ذخیره ساز‌ی انرژی بالا و قیمت تمام شده پایین تولید کردند…

در چند دهه ی اخیر سیستم های ذخیره ساز انرژی با انگیزه های متفاوتی به منظور بهبود عملکرد سیستم قدرت، مورد توجه قرار گرفته اند.
بطور معمول در سیستم قدرت بین قدرتهای الکتریکی تولیدی و مصرفی تعادل لحظه ای برقرار است و هیچگونه ذخیره انرژی در آن صورت نمی گیرد، واضح است بهره برداری از سیستم بدین طریق، با توجه به شکل متعارف منحنی مصرف غیر اقتصادی است.
استفاده از ذخیره ساری های انرژی با ظرفیت بالا به منظور تراز سازی منحنی مصرف و افزایش ضریب بار، از اولین کاربردهای ذخیره انرژی در سیستم قدرت در جهت بهره برداری اقتصادی می باشد.
اینجاست که تولید و کاربرد ابر خازن ها مطرح می شود البته این تکنولوژی هم, علاوه بر مزایای مهم دارای معایبی نیز هست که محققان در تلاشند که با آزمایشات خود از معایب آنها کاسته و درعوض به مزایای آنها بیفزایند.
از این رو، پژوهشگران دانشگاه قم با همکاری محققان دانشگاه‌های پیام نور کرمان و شهید بهشتی موفق شدند با استفاده از نانوکامپوزیت‌ها، ابرخازن‌هایی با ظرفیت ذخیره ساز‌ی انرژی بالا و قیمت تمام شده پایین تولید کنند.
دکتر علی احسانی، عضو هیأت علمی دانشگاه قم در این باره گفت: در این تحقیقات سعی شده است با ساخت مقرون‌ به ‌صرفه‌ نانو ذرات سرامیکی، نانوکامپوزیت‌هایی پلیمری – سرامیکی مناسب باعث افزایش عملکرد ابر خازن ها شود..
وی با اشاره به اهمیت اجرای این طرح خاطر نشان کرد: تولید نانو ذرات پایدار سرامیکی با درجه خلوص بالا و با روش‌های نوین و اقتصادی به دلیل کاربردهای ویژه در ساخت لیزرهای جامد و تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری – سرامیکی مورد استفاده در ابرخازن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
محقق طرح به بیان دستاوردهای اجرای این طرح پرداخت و ادامه داد: با سنتز نانوذرات پودر ایتریوم آلومینیوم گارنت خالص به روش الکتروشیمیایی به‌ عنوان یک ماده‌ سرامیکی پیشرفته دوستدار محیط‌ زیست، ساخت این ابرخازن‌ها به روشی ساده و کم‌هزینه صورت گرفته است.
وی افزایش پایداری مکانیکی و ظرفیت ذخیره‌ انرژی، وزن کم و انعطاف‌پذیری بالای ابرخازن‌های تولید شده را از مزیت‌های استفاده از نانوذرات در طراحی این نوع ابرخازن‌ها دانست.
احسانی روش الکتروشیمیایی به کار رفته در این پروژه تحقیقاتی را روشی سبز توصیف کرد و یادآور شد: کاربرد این نانوکامپوزیت با توجه به بحران انرژی، در راستای گسترش استفاده از سیستم‌های انرژی غیر فسیلی و پاک می‌تواند بسیار مهم باشد.
این محقق با اشاره به نحوه‌ ساخت و عملکرد ویژه‌ نانوذرات در طراحی این ابرخازن‌ها اظهار کرد: ابتدا نانو ذرات ایتریوم آلومینیوم گارنت به روش پالس الکتروشیمیایی در دما و فشار معمولی سنتز و در مرحله‌ بعد نانوذرات سرامیکی سنتز شده به کمک امواج التراسونیک در محلول پیرول پخش شد.
احسانی با تاکید بر این که این نانو ذرات سرامیکی در فاز آزمایشگاهی تولید شده است، اضافه کرد: ابرخازن‌های تولید شده با نانوکامپوزیت‌ پلیمری – سرامیکی دارای ظرفیت ذخیره‌ انرژی بالا، قیمت تمام‌شده کمتر و قابلیت تولید ساده‌تر هستند.

درباره نویسنده

تیم رصد علمنا