روش ابداعی پژوهشگران دانشگاه ملایر در افزایش توان و چگالی انرژی ابرخازن ها
استادیار گروه مهندسی مواد دانشگاه ملایر با اشاره به لزوم توسعه انرژی پاک، گفت: عصر حاضر، دوره حفاظت محیط زیست و توسعه انرژی پاک و تجدیدپذیر بوده و مصرف سوخت های فسیلی به علت انتشار گازهای گلخانه ای و آلودگی هوا، محدود شده است.
به گزارش پایگاه خبری همدان آنلاین، دکتر مهدی کزازی نویسنده مسئول طرح ابداعی افزایش توان و چگالی انرژی ابرخازن ها ، با بیان اینکه منابع جایگزین انرژی همچون انرژی باد و انرژی خورشیدی، به عنوان راهکاری اساسی باید توسعه داده شوند، افزود: به هر حال، این منابع غیردائمی باید همواره با سامانه های ذخیره سازی انرژی همراه شوند تا بر مشکل فقدان گاه و بیگاه این منابع فائق آمده و از دسترسی دائمی انرژی اطمینان حاصل کرد.
وی اظهارکرد: سامانه های الکتروشیمیایی، از قبیل ابرخازن ها که می توانند به طور مؤثری انرژی الکتریکی را ذخیره کنند و به هنگام نیاز تحویل دهند، نقش تعیین کننده ای را در این زمینه بازی می کنند.
کزازی ادامه داد: پژوهشگران دانشگاه ملایر با استفاده از یک روش دو مرحله ای ساده و در عین حال کارآمد برای تهیه الکترودهای کامپوزیتی ابرخازنی و بدون بایندر شامل رسوب الکتروفورتیک بستر کربنی و رسوب الکتروشیمیایی ماده فعال بر روی بستر کربنی، مساحت سطح ویژه و هدایت الکتریکی الکترود را افزایش دادند به طوری که در ظرفیت، توان و چرخه پذیری این ابرخازن ها افزایش قابل توجهی حاصل شد.
استادیار گروه مهندسی مواد دانشگاه ملایر توضیح داد: در این مقاله از یک روش کاملاً نو و ابداعی دو مرحله ای برای تهیه الکترودهای ابرخازنی کامپوزیتی گرافن- هگزاسیانوفرات منگنز استفاده شده است و در ادامه مشخصه یابی و خواص ذخیره سازی انرژی در این الکترودها به دقت مطالعه شدند.
وی با اشاره به اینکه نتایج به دست آمده، بهبود قابل توجه خواص الکتروشیمیایی و قابلیت ذخیره سازی انرژی را در الکترودهای تهیه شده نشان می دهند، گفت: در طرح حاضر چندین نکته کلیدی دنبال شده است، از جمله اینکه در این طرح بر مبنای تجربیات طرح ها و مقالات قبلی، از یک روش دومرحله ای ساده و کارآمد برای تهیه الکترودهای ذخیره سازی انرژی ابرخازنی استفاده شده است که دارای چندین مزیت است.
کزازی خاطرنشان کرد: اول اینکه این روش به صورت رسوب مستقیم است و در آن از هیچ چسب و بایندر مخربی استفاده نمی شود، دوم اینکه در این روش از یک بستر کربنی استفاده می شود که در این کار از نانوورقه های گرافن بدین منظور استفاده شده است، این بستر رسانا علاوه بر بهبود هدایت ماده فعال هگزاسیانوفرات منگنز، سبب افزایش مساحت سطح ویژه آن شده و در نتیجه ظرفیت و توان افزایش می یابد.
کزازی درباره ویژگی های شاخص الکترودهای بکار رفته در این طرح، گفت: مواد فعال نانوساختار بر پایه هگزاسیانوفرات فلز به طور گسترده در ساخت الکترودهای انواع سامانه های ذخیره ساز الکتروشیمیایی انرژی مورد استفاده قرار گرفته اند که دلیل اصلی برای این مهم ساختار باز و تونلی آن هاست که سبب ورود و خروج نسبتاً آسان یون های الکترولیت به درون ساختار آن ها می شود.
وی افزود: به همین دلیل این مواد فعال به طور گسترده در ساخت الکترودهای باتری های تک و یا چند ظرفیتی از قبیل باتری های سدیم- یون، منیزیم- یون و آلومینیوم- یون و انواع ابرخازن ها مورد استفاده قرار گرفته اند.
استادیار گروه مهندسی مواد دانشگاه ملایر با بیان اینکه از نتایج این تحقیق می توان در کارخانه های تولید باتری های لیتیمی و باتری های اسیدی سرب موجود در کشور بهره گرفت، گفت: بخشی از مقاله حاصل پایان نامه کارشناسی ارشد” مهشید فاریابی” به راهنمایی بنده بوده است که تحت حمایت مالی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور تکمیل شد.
کزازی اظهارکرد: با روش بکار گرفته شده نه تنها کارایی الکترود مذکور بهبود می یابد، بلکه روشی نو و مؤثر در ساخت دیگر الکترودهای ابرخازنی یا باتری به سایر محققان معرفی می شود که منجر به پیشرفت در حوزه انرژی های پاک و تجدیدپذیر خواهد شد.