واضح آرشیو وب فارسی:ستاد ویژه توسعه فناوری نانو: محققان دانشگاه علم و صنعت با همکاری محققی از کشور هلند موفق شدند با تولید الکترود نانوساختار از جنس اکسید آهن، عمر مفید باطری های لیتیومی را افزایش دهند. با توجه به کاربرد گسترده ی این باتری ها در صنایع مختلف از قبیل صنایع الکترونیک و هوافضا، نتایج این طرح آزمایشگاهی می تواند در آینده ی بسیاری از این صنایع، به طور مستقیم و غیرمستقیم مؤثر باشد.باتری های لیتیومی از خانواده باتری های قابل شارژ محسوب می شوند. امروزه باتری های لیتیومی یکی از اولین انتخاب¬ها برای استفاده به عنوان منبع انرژی قابل حمل هستند. با توجه به اهمیت روزافزون ذخیره ی انرژی در صنایع مختلف، بهبود عملکرد این نوع باتری ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از عوامل تعیین کننده در موضوع ظرفیت و طول عمر این نوع باتری ها، جنس الکترود مورد استفاده در آن هاست. تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه ی انتخاب جنس مناسب الکترود انجام شده است. به گفته ی دکتر محمد گل محمد، مجری طرح، ارزان بودن، غیر سمی بودن و ظرفیت و پایداری بالا از مشخصه های اصلی الکترود مورد استفاده در باتری های لیتیومی است. بدین جهت، اکسید آهن به دلیل دارا بودن شرایط مذکور گزینه ی مناسبی برای این منظور به شمار می رود. در این راستا، اکسیدهای آهن با ساختارهای متفاوت توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته اند. یکی از عیوب این الکترودها کاهش ظرفیت آن ها پس از دوره های مکرر شارژ- تخلیه است. هدف از انجام این طرح، غلبه بر عیب مطرح شده از طریق ایجاد تخلخل های نانومتری در اکسید آهن بوده است. وی با اشاره به تغییرات حجم الکترود طی دوره های مکرر شارژ- تخلیه به عنوان عامل اصلی کاهش ظرفیت آن ها گفت: «اعمال حفرات نانومتری در الکترود موجب کاهش قابل توجه تخریب ناشی از تغییرات حجم و همچنین افزایش سطح مؤثر آن ها می شود.» اکسید آهن مورد استفاده در این طرح، مگهمیت است که علاوه بر ظرفیت برگشت پذیر بالا، ماده ای ارزان قیمت، در دسترس و غیر سمی است. همچنین روش سنتز استفاده شده جهت تولید این ماده، روشی آسان و کم هزینه است. گل محمد در خصوص روند دست یابی به اهداف این طرح افزود: «ابتدا اکسید آهن مگهمیت متخلخل از طریق روش رسوبی با استفاده از گلیسیرین به عنوان حلال واسط سنتز شد. در ادامه فازهای به دست آمده، مکانیزم تشکیل مگهمیت، ریزساختار و اندازه ی تخلخل¬ها با روش های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. سپس خمیری از این ذرات به همراه بایندر و ماده ی هادی تهیه و بر روی زیرلایه ی مسی ریخته گری دوغابی شد. در نهایت با استفاده از لیتیوم به عنوان الکترود مرجع، باتری ساخته و عملکرد آن در دانسیته جریان های مختلف ارزیابی شد.» نتایج بررسی های ساختاری انجام شده از تشکیل اکسید آهن مگهمیت تک فاز متخلخل حکایت دارند. همچنین ارزیابی های صورت گرفته بر باتری لیتیومی ساخته شده از الکترودهای از جنس اکسید آهن متخلخل، نشان دهنده ی ظرفیت بسیار بالاتر این باتری ها نسبت به باتری های متشکل از الکترودهای گرافیتی است. این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر فرهاد گلستانی فرد و دکتر علیرضا میر حبیبی- اعضای هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت- دکتر محمد گل محمد- دانش آموخته ی دوره ی دکترای این دانشگاه- و دکتر اریک کلدر- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی دلفت- است. نتایج این کار در مجله یCeramic International (جلد 42، سال 2016، صفحات 4370 تا 4376) به چاپ رسیده است.
سه شنبه ، ۱۸اسفند۱۳۹۴
[مشاهده متن کامل خبر]
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: ستاد ویژه توسعه فناوری نانو]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 17]