دستاورد محققان ایرانی در راستای تولید ابرخازن‌های آلومینیومی
محققان مهندسی مواد دانشگاه تربیت مدرس با حمایت بنیاد ملی علم ایران موفق به سنتز نانوکامپوزیت V۲CTx/CNT و بررسی خواص الکتروشیمیایی آن شدند.
این طرح با تلاش مطهره سادات محسنی صالحی منفرد و با راهنمایی احسان طاهری نساج به ثمر رسیده است. محسنی صالحی منفرد که تحصیلات دکتری و کارشناسی ارشد خود را در رشته مهندسی مواد در دانشگاه تربیت‌مدرس به پایان برده درباره نحوه شکل‌گیری ایده این طرح گفت: با بررسی مطالب روز و با مطالعه منابع مختلف متوجه شدم که در سال‌های اخیر در دنیا به این موضوع نوظهور پرداخته‌شده و سرعت رشد بالایی داشته است. همچنین در تحقیقاتم متوجه شدم که این پژوهش قابلیت انجام در ایران دارد و به بومی‌سازی و تولید دانش بومی منجر می‌شود.
وی خاطرنشان کرد: انرژی الکتروشیمیایی یک راه‌حل مناسب برای جایگزینی انرژی فسیلی است. در دهه‌های اخیر پژوهش‌های فراوانی روی توسعه دستگاه‌های تولید و ذخیره‌سازی انرژی انجام‌شده است. به‌طوری‌که استفاده از انرژی‌های خورشیدی، بادی و دیگر انرژی‌های تجدید پذیر گسترش‌یافته و از دستگاه‌های مطلوب ذخیره انرژی همانند باتری‌ها و ابرخازن‌ها بهره‌برداری می‌شود.
صالحی منفرد اضافه کرد: به‌تازگی، باتری‌های قابل شارژ آلومینیوم - یون به‌عنوان جایگزین امیدوارکننده باتری‌های لیتیم - یون موردتوجه قرارگرفته‌اند. استفاده از مواد با ظرفیت بالا به این دلیل است که این ساختارها راه جدیدی را برای دستیابی به ذخیره‌سازی انرژی با چگالی انرژی بالا در سرعت‌های بالای شارژ ایجاد می‌کنند.
این محقق ادامه داد: سازوکار عملکرد باتری‌های یونی، رفت‌وآمد یون‌ها بین الکترودها از طریق یک الکترولیت مایع یونی است. یون‌ها از آند خارج و حین فرایند دشارژ وارد کاتد می‌شوند.
در طول شارژ، روند مخالف رخ می‌دهد؛ بنابراین الکترود نقش قابل‌توجهی در عملکرد باتری ایفا می‌کند.
وی تصریح کرد: سنتز و بررسی خواص الکتروشیمیایی ماده کاتدی V2CTx، بررسی تأثیر کامپوزیت‌سازی بر ظرفیت ویژه و چرخه پذیری الکتروشیمیایی باتری، بهینه‌سازی اندازه و مورفولوژی پودرهای ماده فعال کاتدی از اهداف انجام این طرح بود.
محسنی صالحی منفرد در ادامه درباره چالش‌های اجرای این طرح گفت: امکانات متمرکز برای سنتز ماده وجود نداشت و برای این کار از چند دانشگاه کمک گرفتم؛ اما متأسفانه کرونا و تعطیلی مراکز آزمایشگاهی و دانشگاه‌ها در ادامه فعالیت وقفه ایجاد کرد. هزینه‌های بالای تحقیقات هم می‌توانست فعالیت را متوقف کند و اگر پژوهانه استاد راهنما و تقبل هزینه‌ها توسط ایشان نبود، با توجه به بالارفتن تصاعدی دلار، مشکلات زیادی پیش‌روی ما بود.
وی در پایان خاطرنشان کرد: نتایج حاصل از این پروژه به ایجاد دانش بومی تولید الکترود کاتدی باتری آلومینیوم - یون و یا ابرخازن آلومینیومی کمک می‌کند و حتی در صورت تامین امکانات و تجهیزات لازم می‌توان نمونه محصول را نیز تولید کرد.