توسعه انرژی‌های سبز و تجدید پذیر برای ساخت ابرخازنهای جدید در دانشگاه امیرکبیر

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری فارس به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، هادی حیدری مجری طرح «سنتز سامانه‌های هیبریدی بر پایه نانو صفحات دی سولفید مولیبدن و بررسی کاربرد ابرخازنی آنها» گفت: استفاده از سوخت های فسیلی در دنیا به علت کمبود منابع، افزایش دمای کره زمین و آلودگی های کربنی محدود شده است، بنابراین توسعه انرژی‌های سبز و همچنین طراحی تجهیزات ذخیره‌ساز انرژی با استفاده از این تکنیک به صورت مستمر در حال افزایش است.
وی افزود: تجهیزات ذخیره انرژی مثل باطری‌های قابل شارژ و ابرخازن‌ها در وسایل الکترونیکی، وسایل نقلیه و سایر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. در سال‌های اخیر خازن‌های الکتروشیمیایی (EC) یا به عبارتی ابر خازن‌ها به دلیل دارا بودن قابلیت‌هایی مثل سرعت شارژ/دشارژ بالا، توان مخصوص بالا و پایداری چرخه‌ای طولانی برای استفاده در وسایل با کارکرد انرژی های جدید مثل وسایل نقلیه هیبریدی و .....در دنیا مورد توجه قرار گرفته است.
حیدری خاطر نشان کرد: این پروژه را به پیدا کردن مواد الکترودی جدید در ابرخازن‌ها با ویژگی‌های متمایز و عالی اختصاص دادیم و از سامانه‌های هیبریدی بر پایه نانو صفحات دی سولفید مولیبدن برای تولید کامپوزیت های مختلف استفاده کردیم.
وی با بیان اینکه تولید نانو صفحات دی سولفید مولیبدن با ویژگی‌های منحصر به فرد شامل ضخامت نانو صفحات کم، فاصله بین صفحه‌ای زیاد و راندمان تولید بالا یکی از چالش‌های این پروژه بود، گفت: با مطالعه حلال ها و روش های مختلف، روش ترکیبی با استفاده از فاز مایع-مکانیکی-سونو شیمی و حلال ترکیبی پایه الکلی تولید نانو صفحات با راندمان بالا به عنوان بستر نانو کامپوزیت‌ها حاصل شد. 
وی افزود: در مرحله بعد نانوکامپوزیت دوتایی دی سولفید مولیبدن-دی اکسید منگنز با استفاده از روش تک مرحله‌ای هیدروترمال سنتز شد، به‌طوریکه جهت افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت مربوطه، پلیمرهای هادی مختلفی مورد بررسی قرار گرفتند و پلیمر پلی آنیلین (PANI) و پلی اورتو آمینو فنول (POAP) برای طراحی نانوکامپوزیت سه جزئی انتخاب شدند. 
به گفته محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، نانوکامپوزیت سه جزیی POAP/MoS2-MnO2 با روش الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه‌ای (CV) بر روی الکترود شیشه ای مطابق شماتیک کلی سنتز شد.
وی گفت: در مقیاس آزمایشگاهی ابرخازن بر پایه نانوکامپوزیت های سه تایی جدید ساخته شد و با به‌کار گیری لامپ LED با ولتاژ V 3 مورد ارزیابی قرار گرفت. وسیله مربوطه تحت دانسیته جریان Ag-1 1 به مدت 100 ثانیه شارژ شد و لامپ LED به مدت 38 دقیقه با به‌کارگیری از ابر خازن مربوطه تست شد.
وی افزود: ماده الکترودی پیشنهادی برای ابرخازن مشابه داخلی نداشته و در صورت طراحی اجزای الکترود در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی، برای تولید ابرخازن‌ها با ظرفیت ویژه بالا همراه با پایداری چرخه‌ای خوب، قابل استفاده است. 
دکتر حیدری افزود: هزینه تمام شده ساخت این نوع ابرخازن در مقایسه با سایر ابرخازن‌های خارجی با ظرفیت مخصوص مشابه، نصف شده است. افزون بر ظرفیت مخصوص بالا، قابلیت سرعت بالا و پایداری چرخه ای بسیار خوب از مزایای عمده ابرخازن‌های پیشنهادی است. نتایج مربوط به تحقیق مذکور، در قالب دو مقاله در یکی از بهترین مجله‌های Q1 حوزه انرژی (Journal of Energy Storage) چاپ شده است. شماتیک کلی مراحل با توجه به شکل زیر می باشد.
گفتنی است، استاد راهنمای این طرح مجید عبدوس و سعیده مزینانی اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر هستند.

انتهای پیام/