قزوین: سنتز کم هزینه‌ی نانوساختارهای متخلخل با کاربرد در ابرخازن‌ها

محققان دانشگاه بویین زهرا و دانشگاه شهید بهشتی، نانوساختار متخلخلی سنتز کرده‌اند که قابل استفاده در ساخت ابرخازن‌هاست. این نانوساختار به روشی ساده و کم هزینه تولید شده است. صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، نیروگاهی و منابع نوین ذخیره‌ی انرژی می‌توانند از ن

ساختارهای متخلخل، گزینه‌های بسیار مناسبی در ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی و دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی هستند. در این بین فوم‌های فلزی متخلخل ( NMFS ) معمولاً ساختارهای سه بعدی هستند که تخلخلی تقریباً همگن و بالاتر از 50 درصد دارند. این خواص منجر به استفاده از آن‌ها به عنوان الکترود موجود در ابرخازن‌ها شده است.
دکتر مریم امیرحسینی، مجری طرح، در خصوص اهداف پژوهش صورت گرفته عنوان کرد: «در این طرح روشی ساده و نوین برای تهیه فوم کامپوزیت قلع/ سرب نانومتخلخل، بدون نیاز به چسب (binder free) ارائه شده است. در واقع استفاده از چسب در تهیه کامپوزیت‌ها موجب مسدود شدن منافذ سطح و در نتیجه کاهش سطح ویژه می‌شود. ‌در نتیجه یافتن راهی جهت حذف آن گامی مهم در ساخت نانوکامپوزیت‌هاست.»
به گفته‌ی این محقق، به طور کلی از ترکیب فلزات به شکل یک فوم متخلخل، به عنوان الکترود در ساخت ادوات الکتروشمیایی مانند شبه ابرخازن استفاده می‌شود. علاوه براین اکسید فلزات به کار رفته در ساختار این فوم، کاربردهای کاتالیستی نیز دارد.
وی در ادامه افزود: «در این کار پژوهشی تا حد امکان از روش‌های ساده، در دسترس و کم هزینه برای ساخت فوم استفاده شده است. لذا این نانوکامپوزیت‌ها به روشی کم هزینه و با کارایی بالا تولید شده‌اند و می‌توانند گامی مؤثر در توسعه‌ی تجاری دستگاه‌های ذخیره سازی انرژی باشند.»
در این تحقیق پس از ساخت فوم فلزی نانومتخلخل بدون استفاده از چسب، ساختار آن به کمک دستگاه‌های SEM، XRD، XRF و FTIR مشخصه یابی شده است. در ادامه از این ترکیب فلزی به عنوان الکترود در یک سلول شبه ابرخازن استفاده شد و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفت. طبق نتایج حاصل شده، فوم نانوکامپوزیت تهیه شده می‌تواند انتخاب مناسبی به عنوان الکترود شبه ابرخازن باشد.

filereader.php?p1=main_1385974ed5904a438
ساختار فوم نانومتخلخل قلع/سرب

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی Surface Review and Letter (جلد 22، شماره 2، سال 2015، صفحات 1550034 تا 1550039) به چاپ رسیده و دکتر مجید زندی، عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی، دکتر مریم امیرحسینی، از دانشگاه فنی مهندسی بویین زهرا، و ابولقاسم مسیبی در انجام آن همکاری داشته‌اند.