اخیرا محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با انجام مطالعاتی موفق شدند ظرفیت ذخیره انرژی و عمر ابرخازن‌ها را افزایش دهند که نتایج این تحقیقات در حوزه‌های حمل‌ونقل، هوافضا و پزشکی قابل استفاده است.
اخیرا محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با انجام مطالعاتی موفق شدند ظرفیت ذخیره انرژی و عمر ابرخازن‌ها را افزایش دهند که نتایج این تحقیقات در حوزه‌های حمل‌ونقل، هوافضا و پزشکی قابل استفاده است.
به گزارش ایسنا، یکی از بزرگترین مشکلات جامعه مدرن، تأمین کارآمد انرژی است. در حال حاضر نیروگاه‌های سوخت فسیلی بخش عمده انرژی مورد نیاز شهرها را تولید می‌کنند که عامل اصلی نشر گازهای گلخانه‌ای و آلودگی‌های زیست محیطی هستند.
اخیراً تلاش‌های قابل توجهی در توسعه شکل‌های تجدیدپذیر انرژی مانند انرژی‌های هیدروالکتریک، خورشیدی، زمین گرمایی، باد و غیره صورت گرفته است، اما با فناوری‌های فعلی هیچ یک از منابع تجدیدپذیر انرژی به لحاظ اقتصادی توانایی جانشینی سوخت‌های فسیلی را ندارند. ازاین‌رو استفاده از وسایل ذخیره انرژی از جمله ابرخازن‌ها می‌تواند تا حدود زیادی استفاده از منابع طبیعی تأمین انرژی را توسعه دهد.
دکتر علی‌اصغر انصافی، مجری طرح چگالی بالای انرژی و توان مناسب را به عنوان دو مزیت مهم ابرخازن‌ها معرفی کرد و گفت: در این زمینه مطالعاتی را در دستور کار قرار دادیم و روش مورد استفاده در این پژوهش برای تولید الکترود به کار برده شده در ابرخازن‌ها، آسان، سریع، کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست است.
انصافی با بیان این‌که در این طرح از فناوری نانو بهره برده شد، خاطرنشان کرد: در این پژوهش حفرات نانومتری با ساختار منظم بر روی سطح الکترودی از جنس فولاد زنگ نزن ایجاد شده و در ادامه نانو ذرات مس- بیسموت اکسید بر روی این الکترود نشانده شده‌اند.
به گفته وی، وجود حفرات نانومتری بر روی بستر فولادی منجر به افزایش سطح و در نتیجه افزایش تعداد مکان‌های فعال جهت قرارگیری نانوذرات بر روی سطح می‌شود. رشد نانوذرات در سطح وسیع‌تر موجب بهبود پایداری و اندازه کوچکتر آنها منجر به افزایش نفوذ یون‌ها و افزایش ظرفیت ابرخازن شده است.
این محقق با اشاره به نحوه اجرای این طرح ادامه داد: برای این منظور به وسیله فرایند آندایزینگ، سطح الکترود از جنس فولاد زنگ‌نزن حفره‌دار شد و پس از آن نانوذرات مس- بیسموت اکسید با اعمال یک پتانسیل ثابت بر روی سطح این الکترود رسوب داده شدند و در مرحله بعد ساختار و مورفولوژی الکترود تولید شده مورد تائید قرار گرفت.
مجری طرح یادآور شد: نتایج به دست‌آمده حاکی از آن است که مقدار ظرفیت الکترود تولید شده 674 فاراد بر گرم در چگالی جریان یک آمپر بر گرم بوده است. این الکترود پس از 500 دوره شارژ و تخلیه، حدود 80 درصد ظرفیت اولیه خود را حفظ کرده که نشان دهنده پایداری خوب این ترکیب است.
به گفته وی، نتایج این تحقیقات در حوزه‌هایی همچون حمل‌ونقل، هوافضا و پزشکی کاربرد دارد.
نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش‌های پروفسور علی‌اصغر انصافی و پروفسور بهزاد رضایی از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و نجمه احمدی، دانشجوی دکترای این دانشگاه است، در مجله Alloys and Compounds منتشر شده است.
