تولید ابرخازن های تازه در دانشگاه امیرکبیر - سرمایه گذاری ایکیوسی

به گزارش خبرگزاری خبرنگاران به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، آقای دکتر هادی حیدری مجری طرح سنتز سامانه های هیبریدی بر پایه نانو صفحات دی سولفید مولیبدن و بررسی کاربرد ابرخازنی آنها گفت: استفاده از سوخت های فسیلی در دنیا به دلیل کمبود منابع، افزایش دمای کره زمین و آلودگی های کربنی محدود شده است بنابراین توسعه انرژی های سبز و همچنین طراحی تجهیزات ذخیره ساز انرژی با استفاده از این تکنیک به صورت مستمر در حال افزایش است.

وی اضافه نمود: تجهیزات ذخیره انرژی مثل باتری های قابل شارژ و ابرخازن ها در وسایل الکترونیکی، وسایل نقلیه و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. در سال های اخیر خازن های الکتروشیمیایی (EC) یا به عبارتی ابر خازن ها به دلیل دارا بودن قابلیت هایی مثل سرعت شارژ/دشارژ بالا، توان مخصوص بالا و پایداری چرخه ای طولانی جهت استفاده در وسایل با کارکرد انرژی های تازه مثل وسایل نقلیه هیبریدی و... در دنیا مورد توجه قرار گرفته است.

دکتر حیدری خاطر نشان کرد: این طرح را به پیدا کردن مواد الکترودی تازه در ابرخازن ها با ویژگی های متمایز و عالی اختصاص دادیم و از سامانه های 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 ویژگی های منحصر به فرد شامل ضخامت نانو صفحات کم، فاصله بین صفحه ای زیاد و راندمان تولید بالا یکی از چالش های این طرح 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 کامپوزیت ها حاصل شد.

وی اضافه نمود: در مرحله بعد نانوکامپوزیت دوتایی دی سولفید مولیبدن-دی اکسید منگنز با استفاده از روش تک مرحله ای هیدروترمال سنتز شد بطوریکه جهت افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت مربوطه، پلیمر های هادی مختلفی مورد بررسی قرار گرفتند و پلیمر پلی آنیلین (PANI) و پلی اورتو آمینو فنول (POAP) برای طراحی نانوکامپوزیت سه جزئی انتخاب شدند.

آقای حیدری گفت: نانوکامپوزیت سه جزیی POAP/MoS2-MnO2 با روش الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای (CV) بر روی الکترود شیشه ای مطابق شماتیک کلی سنتز شد.

وی ادامه داد: در مقیاس آزمایشگاهی ابرخازن بر پایه نانوکامپوزیت های سه تایی تازه ساخته شد و با بکار 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 بکارگیری از ابر خازن مربوطه آزمایش شد.

وی اضافه نمود: ماده الکترودی پیشنهادی برای ابرخازن مشابه داخلی نداشته و در صورت طراحی اجزای الکترود در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی، برای تولید ابرخازن ها با ظرفیت ویژه بالا همراه با پایداری چرخه ای خوب قابل استفاده است.

دکتر حیدری گفت: هزینه تمام شده ساخت این نوع ابرخازن در مقایسه با سایر ابرخازن های 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 ابرخازن های پیشنهادی است. نتایج مربوط به تحقیق مذکور، در قالب دو مقاله در یکی از بهترین مجله های 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 آقای دکتر مجید عبدوس و خانم دکتر سعیده مزینانی عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.