باز كردن درهای برقی در زمان قطع برق با فناوری نانو امكان پذیر شد
به گزارش پی اچ پی و جی کوئری محققان دانشگاه شهید بهشتی توانستند با استفاده از فناوری نانو و ساخت مواد الکترودی مناسب، ابرخازن هایی با ظرفیت ویژه بالا تولید کنند که علاوه بر کاربرد در قطعات کامپیوتری و دستگاههای پزشکی امکان کاربرد آن برای درهای برقی در زمان قطعی برق فراهم گشته است.
به گزارش پی اچ پی و جی کوئری به نقل از ایسنا، سید سعید سیدحسینی داورانی، محقق این طرح، یکی از روش های پیشنهادی برای ذخیره سازی انرژی را استفاده از ابزارهایی معروف به ابرخازن ها دانست و اظهار داشت: مواد الکترودی به ویژه، مواد الکترودی سولفیدی و فسفیدی با ساختار متخلخل نقش مهمی در ساخت ابرخازن های با ظرفیت ویژه بالا دارند؛ ازاین رو در این تحقیقات از سولفید فلزی ZnGa۲S۴ با ساختار چند پوسته کروی متخلخل بعنوان قطب مثبت و فسفید فلزی FeP با ساختار کره توخالی متخلخل استفاده شد.
وی با تکیه بر این که 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 ارتقاء یافت، افزود: هدف اصلی در این پروژه افزایش چگالی انرژی ابرخازن نامتقارن است که در این کار نسبت به کارهای دیگر انجام شده در دنیا، چگالی انرژی ابرخازن ساخته شده بیشتر است.
حسینی افزود: از این ابرخازن ها میتوان در قطعات کامپیوتری، دستگاههای پزشکی، صنایع نظامی، ماشین ها و لوکوموتیوهای برقی، هواپیماهای برقی، مدارهای ال ای دی پرتوان، درهای برقی برای مواقع قطعی برق و مدارهایی که احتیاج به خازن های با زمان شارژ و دشارژ سریع دارند، بهره برد.
مجری طرح 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 و همکاری بین صنعت و دانشگاه نیاز است.
وی یکی از بزرگترین نگرانی ها برای جوامع بشری را تولید انرژی با بازدهی بالا و همینطور استفاده از وسایل ذخیره انرژی با خصوصیت های منحصربه فرد عنوان نمود و خاطرنشان کرد: این خصوصیت ها شامل وزن سبک و قابلیت حمل آسان و بی دردسر می شود که می توانند عامل های مهمی در انتخاب وسایل ذخیره انرژی به حساب آیند.
این محقق اظهار نمود: با اینکه تحقیقاتی در مورد طراحی وسایل ذخیره انرژی و ابرخازن ها وجود دارد، اما این وسایل دارای مشکلاتی از قبیل پیچیدگی مراحل ساخت مواد، دانسیته انرژی نسبتاً پایین و استفاده از مواد نسبتاً گران قیمت هستند. باید توجه داشت که یک ابزار ذخیره انرژی مناسب باید مقرون به صرفه بوده، 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.
به قول پژوهشگر این طرح، در این کار از قطب منفی فسفیدی FeP استفاده شد 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 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.
به نقل از ستاد نانو، 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 را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب