با تولید این ابرخازن نانویی در كشور؛
دستگاههای برقی دیگر با قطع برق از كار نمی افتند
آزینیک: محققان دانشگاه شهید بهشتی، با استفاده از فناوری نانو و ساخت مواد الکترودی مناسب، موفق به ساخت ابرخازن هایی با ظرفیت ویژه بالا شدند، این ابزار ذخیره انرژی در قطعات کامپیوتری، دستگاههای پزشکی و درب های برقی در زمان قطعی برق کمک شایانی به کاربران خواهد نمود.
به گزارش روز یکشنبه ایرنا، سید سعید سیدحسینی داورانی محقق این طرح درمورد دستاوردهای این پژوهش اظهار داشت: یکی از روش های پیشنهادی برای ذخیره سازی انرژی، استفاده از ابزارهایی معروف به ابرخازن ها می باشد. مواد الکترودی نقش مهمی در ساخت ابرخازن های با ظرفیت ویژه بالا دارند.
وی اضافه کرد: به ویژه، مواد الکترودی سولفیدی و فسفیدی با ساختار متخلخل برای ساخت ابرخازن ها مناسب تر هستند. در این کار از سولفید فلزی ZnGa۲S۴ با ساختار چند پوسته کروی متخلخل بعنوان قطب مثبت و فسفید فلزی FeP با ساختار کره توخالی متخلخل استفاده شده است.
این پژوهشگرکشورمان اظهارکرد: به علت انتخاب مواد الکترودی مثبت و منفی مناسب در این کار، ظرفیت خازن و انرژی به دست آمده حاصل از ساخت دستگاه دو الکترودی نامتقارن، بالا می باشد.
وی اضافه کرد: هدف اصلی در این کار، افزایش چگالی انرژی ابرخازن نامتقارن است، که نسبت به کارهای دیگر انجام شده در دنیا، چگالی انرژی ابرخازن ساخته شده، بیشتر است.
داورانی خاطرنشان کرد: از این ابرخازن ها میتوان در قطعات کامپیوتری، دستگاههای پزشکی، صنایع نظامی، ماشین ها و لوکوموتیوهای برقی، هواپیماهای برقی، مدارهای ال ای دی پرتوان، درب های برقی برای مواقع قطعی برق و مدارهایی که احتیاج به خازن های با زمان شارژ و دشارژ سریع دارند استفاده نمود.
وی ضمن اشاره به قابلیت صنعتی شدن این طرح اظهار داشت: برای ساخت مواد الکترودی مثبت و منفی با چنین مورفولوژی منحصر به فردی، به دستگاه ها و اتوکلاوهای بسیار بزرگ و سیستم های پیشرفته تر نیاز است و برای حصول آن احتیاج به همکاری بین صنعت و دانشگاه است.
این محقق دانشگاه شهیدبهشتی درمورد لزوم انجام طرح می گوید: اخیراً یکی از بزرگترین نگرانی ها برای جوامع بشری، تولید انرژی با بازدهی بالا و همینطور استفاده از وسایل ذخیره انرژی با خصوصیت های منحصربه فرد می باشد.
وی اضافه کرد: این خصوصیت ها شامل سبک وزن بودن و قابلیت حمل آسان و بی دردسر بوده که می توانند عامل های مهمی در انتخاب وسایل ذخیره انرژی به حساب آیند. در واقع عامل مهم در انتخاب ابزاری با این مشخصات، استفاده از مواد با قابلیت ذخیره انرژی بالا و مقرون به صرفه بودن این مواد در ساخت ابزارهای ذخیره انرژی است.
داورانی افزود: با اینکه تحقیقاتی در مورد طراحی وسایل ذخیره انرژی و ابرخازن ها وجود دارد اما آنها دارای مشکلاتی از قبیل پیچیدگی مراحل ساخت مواد، دانسیته انرژی نسبتاً پایین و استفاده از مواد نسبتاً گران قیمت هستند.
وی تاکیدکرد: باید توجه داشت که یک ابزار ذخیره انرژی مناسب باید مقرون به صرفه باشد، قابلیت بالا در ذخیره انرژی داشته باشد و حمل و نقل آسان داشته باشد و در نهایت بر روی محیط زیست اثر مخرب نداشته باشد. در نتیجه ساخت ابرخازنی به روش مناسب که دارای خصوصیت های مقرون به صرفه بودن، چگالی انرژی قابل قبول و قابل حمل آسان باشد بسیار حائز اهمیت می باشد.
براساس اعلام ستاد فناوری نانو، امروزه در کارهای انجام شده بر روی ابرخازن ها، قطب منفی معمولا ترکیبات کربنی مثل کربن فعال و یا گرافن است که دارای ظرفیت ویژه خازنی کمی هستند و در نتیجه چگالی انرژی به دست آمده در دستگاه نامتقارن ساخته شده بالا نیست.
به گفته پژوهشگر این طرح، در این کار از قطب منفی فسفیدی FeP استفاده شده که نسبت به ترکیبات کربنی، ظرفیت خازنی بیشتری دارد و در نتیجه چگالی انرژی دستگاه ساخته شده (۷۲٫۷۸ وات ساعت بر کیلوگرم)، بیشتر است.
پژوهشگر دانشگاه شهید بهشتی تهران درباره سازوکار اثر استفاده از فناوری نانو در این طرح اظهار داشت: با استفاده از خصوصیت نانو بودن ذرات، انتقال بار در دستگاه ساخته شده بیشتر و در نتیجه با افزایش انرژی تولیدی نتایج بهتری به دست آمد.
این مقاله حاصل یک پروژه دانشگاهی و با همکاری اکبر محمدی زردخشویی، سید سعید سیدحسینی داورانی، مونا ملکی آشتیانی و مرتضی سرپرست در دانشگاه شهید بهشتی تهران بوده است که با عنوان Enhanced the energy density of supercapacitors via rose-like nanoporous ZnGa۲S۴ hollow spheres cathode and yolk-shell FeP hollow spheres anode در مجله Journal of power sources و با ضریب تاثیر ۹٫۱۲۷ در سال ۲۰۲۰ پذیرفته شده است.
این مطلب آزینیک را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط آزینیک
نظرات خوانندگان آزینیک در مورد این مطلب