5276

بررسي خواص آئروژل ها و كاربرد آن ها در ابرخازن ها

۱۳۹۷

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

در 25 سال آينده، تقاضاي انرژي با افزايش مداوم مصرف سوخت‌هاي فسيلي به حداقل 35% بيش از مقدار مصرف كنوني خواهد رسيد. اين مسئله فشارهاي زيادي را بر منابع انرژي‌ تجديدناپذير وارد مي‌كند و به ميزان زيادي آب و هواي زمين را تحت تأثير قرار مي‌دهد. سيستم‌هاي ذخيره ‌سازي انرژي الكتريكي، كاربرد گسترده ژنراتورهاي انرژي تجديدپذير (باد و موج دريا) را ممكن مي‌سازد. باتري‌هاي يون ليتيم و ابرخازن ها با چگالي انرژي و توان بالا، قابليت جابه جايي و چرخه عمر مطلوب، هسته‌هاي تكنولوژي آينده هستند. يكي از حوزه‌هاي فعاليت در علم مواد، توسعه مواد جديد براي كاربردهاي انرژي است كه شامل مواد با خصوصيات ويژه در كاربرد به عنوان ماده الكترودي براي باتري‌هاي يون- ليتيوم ، ابرخازن‌ها و پيل‌هاي سوختي مي شود. آئروژل¬ها يكي از موادي هستند كه نقش مهمي را در سيستم‌هاي ذخيره‌سازي الكتروشيميايي انرژي بازي مي‌كنند. در حالت كلي، آئروژل¬ها از نظر مورفولوژي، تخلخل و بافت تنوع زيادي را از خود نشان مي‌دهند. اين پارامترهاي ساختاري، نقش اساسي را در تخمين و بهينه‌ سازي عملكرد الكتروشيميايي آئروژل¬ها به عنوان الكترود بازي مي‌كنند. براي مثال، با كنترل ساختار و مورفولوژي در الكترودهاي آئروژلي امكان نفوذ مؤثر الكتروليت فراهم مي‌شود و لايه مضاعف الكتريكي (EDLs) كه در ابرخازن‌ها فاكتوري كليدي است، تشكيل مي شود. آئروژل¬ها همچنين براي هدايت و توزيع مؤثر بار در الكترودهاي كامپوزيتي ابرخازن ها، باتري‌ها و پيل‌هاي سوختي به كار مي‌روند. مسيرهاي الكترونيكي هادي براي عبوردادن و گرفتن جريان از يك دستگاه بسيار با اهميت هستند. براي طراحي منطقي مواد كاربردي اصلاح‌شده، مطالعه تأثير و ويژگي‌هاي اين ماده بر عملكرد باتري/خازن الزامي است. در اين مقاله به معرفي آئروژل¬ها و كاربردهاي آن ها در ابرخازن‌ها پرداخته مي‌شود.

11/12/2018 12:00:00 AM

57453

1397/08/29