امکان ساخت ابرخازن‌هایی با توان ذخیره بالا

متخصصان ایرانی با بررسی و کنترل اسیدیته الکترولیت (pH) در فرایند تولید
دی‌اکسید منگنز، ضمن تهیه این ماده با ساختار نانو، توان الکتروشیمیایی آن را
افزایش داده و امکان تولید ابرخازن‌هایی با توان بسیار بالا را فراهم کرده‌اند.

دکتر هادی عادل‌خانی، عضو هیئت علمی پژوهشکده مواد، در پژوهشی، چگونگی تغییر
اسیدیته را طی فرایند رسوب الکتروشیمیاییMnO2 مطالعه و نمونه‌هایی از دی‌اکسید
منگنز با ساختار نانومتری را در اسیدیته‌های ثابت الکترولیت، تهیه نموده است.
در این پژوهش ضمن بررسی خواص فیزیکی- شیمیایی، چگونگی تاثیر اسیدیته الکترولیت
بر خواص و کارایی الکتروشیمیایی نمونه‌ها به عنوان یک ابر خازن الکتروشیمیایی
مورد مطالعه قرار گرفته است.

دکتر عادل‌خانی، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو روش و
مراحل کار را این‌گونه بیان کرد: «تهیه دی‌اکسید منگنز از الکترولیت حاوی MnSO4
در شرایطی که اسیدیته الکترولیت به طور مداوم و در طول فرایند اندازه‌گیری و در
یک مقدار معین تثبیت شده، صورت گرفته است. بررسی ترکیب شیمیایی دی‌اکسید منگنز
حاصل به روش تیتراسیون پتانسیومتری انجام شده است».

گفتنی است که بررسی ساختار کریستالی مواد حاصل به کمک روش پراشX-Ray، مورفولوژی
مواد حاصل به کمک تصاویر میکروسکوپی SEMو میزان تخلخل آنها به کمک روش‌های BJH
و BET صورت گرفته است.

بر اساس نتایج این پژوهش، اسیدیته الکترولیت، عامل مهمی است که در طول فرایند
رسوب الکتروشیمیایی تغییر می‌کند. در صورت تثبیت اسیدیته در یک مقدار خاص، این
امکان به وجود می‌آید که خواص فیزیکی- شیمیایی دی‌اکسید منگنز را به صورت
دلخواه تغییر داد. به عبارت دیگر بر اساس اسیدیته الکترولیت، امکان تهیه
ساختارهای مختلف نانومتری از دی‌اکسید منگنز با خواص فیزیکی- شیمیایی متنوع به
وجود می‌آید. به عنوان مثال با انجام رسوب الکتروشیمیایی در مقدار خاص (pH=6)،
نمونه حاصل از توان الکتروشیمیایی بسیار بالایی برخوردار خواهد شد که این امر
ناشی از تغییرات به وجود آمده در میزان تخلخل و ساختار نانومتری این نمونه است.

جزئیات این پژوهش که در پژوهشکده مواد انجام شده،
در مجلهJournal of The
Electrochemical Society (صفحات ۷۹۵- ۷۹۱، جلد ۱۵۶، سال ۲۰۰۹) منتشر شده است.