ساخت یک ابرخازن متقارن با عملکرد بالا براساس کاغذ

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، «ساخت یک ابرخازن متقارن با عملکرد بالا براساس کاغذ با استفاده از TiO۲/ پلی پیرول/ گرافن اکساید کاهش یافته/ (MXene) Ti۳C۲Tx بر روی کاغذ معمولی» عنوان طرح پسادکتری المیرا عزیزی است که با راهنمایی جلال ارجمندی، محمد علی کیانی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسانده است.

عزیزی، دانش آموخته دکتری تخصصی شیمی (شیمی فیزیک) از دانشگاه بوعلی سینای همدان درباره این طرح توضیح داد: ابرخازن‌ها به علت ویژگی‌های برجسته‌ای مانند دانسیته توان بالا و شارژ سریع و پایداری چرخه‌ای بسیار زیاد نسبت به باتری‌ها و پیل‌های سوختی، بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. با این وجود ابرخازن‌ها دارای معایبی نیز هستند، از جمله معایب آن‌ها می‌توان به دانسیته انرژی پایین و قیمت تولید بالای آن‌ها اشاره کرد، در نتیجه این پارامترها باید برای ابرخازن‌های انعطاف‌پذیر نسل بعدی بهبود یابد؛ بنابراین چالش اساسی در این زمینه، توسعه ابرخازن‌های انعطاف‌پذیر با دانسیته انرژی و توان بالا نسبت به دستگاه‌های ذخیره انرژی موجود است.

این محقق در ادامه بیان کرد: برای رسیدن به این مهم نیاز به طراحی جمع‌کننده‌های جریان انعطاف‌پذیر، مواد الکترودی جدید، الکترولیت‌های جدید و معماری دستگاه جدید است. ابرخازن‌های هیبریدی که از هردو مواد الکترودهای خازن‌های لایه دوگانه و شبه خازن‌ها استفاده می‌کند، دارای دانسیته انرژی و توان بالاتر است. مواد این الکترودها متشکل از مواد فعال کربنی، پلیمرهای‌رسانا و اکسید فلزات است.

عزیزی تصریح کرد: پلیمرهای‌ رسانا به‌دلیل سنتز ساده، پایداری نسبتاً مناسب و رسانایی الکتریکی خوب و همچنین به‌علت انعطاف‌پذیری مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و دانشمندان قرار گرفته‌اند.

وی ادامه داد: امروزه با افزایش تقاضای انرژی، از بین رفتن سوخت‌های فسیلی و گرمایش جهانی، توجه محققین به سیستم‌های ذخیره انرژی سبز و پایدار توسعه یافته است. در حال حاضر نیاز به توسعه وسایل ذخیره انرژی جدید، انعطاف‌پذیر، سبک، ارزان و سازگار با محیط زیست وجود دارد.

عزیزی در پایان خاطر نشان کرد: طراحی و ساخت چنین وسایل ذخیره انرژی بر بازارهای ذخیره انرژی قابل شارژ تأثیر زیادی می‌گذارد، زیرا از این وسایل می‌توان در نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، وسایل الکترونی قابل حمل، پوشاک، حسگرهای الکترونیکی، نمایشگرهای سلامتی، تلفن همراه، لپ تاپ و سایر دستگاه‌های نظیر آن استفاده کرد.