استفاده از نانولوله‌ها در تولید ابرخازن‌ها با فناوری نانو

به گزارش گروه جامعه ، در ۲۵ سال آینده، تقاضای انرژی با افزایش مداوم مصرف سوخت‌های فسیلی به حداقل ۳۵۵ درصد بیش از مصرف کنونی خواهد رسید.

این مسئله فشارهای زیادی را بر منابع انرژی تجدید ناپذیر وارد می‌کند. یکی از حوزه‌های فعالیت در علم مواد، توسعه‌ مواد جدید برای کاربردهای انرژی است که شامل مواد با خصوصیات ویژه در کاربرد به‌عنوان ماده‌ الکترود برای باتری‌های Li-ion، ابرخازن‌ها و پیل‌های سوختی می‌شود. 

مسعود فرجی، مجری طرح هدف از انجام این طرح را ساخت یک الکترود بهینه‌شده برای ابرخازن‌ها عنوان کرد و ادامه داد: در این طرح سعی شده است تا ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی و تعداد دفعات شارژ و تخلیه به حد بهینه برسد.

فرجی در رابطه با نقش فناوری نانو در اجرای این طرح گفت: استفاده از نانولوله‌های تیتانیوم اکسید و نانولوله‌های کربنی موجب شده است تا مساحت سطح در دسترس در محلول الکترولیت به‌صورت قابل‌توجهی افزایش یابد.

به گفته وی، در طرح حاضر ابتدا نانولوله‌های تیتانیوم دی‌اکسید به روش آندایزینگ الکتروشیمیایی سنتز و سپس نانولوله‌های کربنی چندلایه عامل دار شده‌ آنیلینی بر روی نانولوله‌های تیتانیوم دی‌اکسید ترکیب الکتروشیمیایی شده است؛ درنهایت پلیمر پلی آنیلین به نانولوله‌های کربنی چندلایه از طریق پلیمریزاسیون شیمیایی گرافت شده و ظرفیت و عمر خازنی این الکترود مورد مطالعه قرار گرفته شده است. 

فرجی خاطر نشان کرد: نتایج حاکی از این بوده است که ظرفیت خازنی ویژه‌ی این الکترودها F/g۷۰۸ در چگالی جریان A/g ۵ است و پایداری بسیار بالایی در چرخه‌های متناوب شارژ-تخلیه از خود بروز می‌دهد. 

این تحقیقات حاصل تلاش‌های مسعود فرجی و پیمان نجفی مقدم، اعضای هیأت علمی دانشگاه ارومیه و رضا حسن‌زاده، دانش‌آموخته‌ مقطع دکترای این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ Chemical Engineering Journal با ضریب تأثیر ۳۱/ ۵ (جلد ۳۰۴، سال ۲۰۱۶، صفحات ۸۴۱ تا ۸۵۱) به چاپ رسیده است.