مواد ذخیره‌سازی انرژی از بلوک‌های مولکولی نانویی
تاریخ انتشار: ۱۵ مهر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۱۴۵۸۱۲
مولکول‌های عنصر فلزی کمیاب نظیر نیوبیم را می‌توان به‌عنوان بلوک‌های ساختمانی مولکولی برای طراحی مواد ذخیره‌کننده الکتروشیمیایی انرژی استفاده کرد.
به گزارش خبرنگار گروه علمی و فناوری خبرگزاری برنا؛ مارک رامباران، از دپارتمان شیمی در دانشگاه اومئو، در پایان‌نامه خود روشی را برای تولید مواد جامد از محلول‌های آبی حاوی مولکول‌های نیوبیم در اندازه نانو به‌نام پلی اکسونیوبات‌ها ارائه می‌دهد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
مارک رامباران می‌گوید: «این پلی اکسونیوبات‌ها محلول در آب هستند و می‌توانند در حجم‌های زیاد سنتز شوند. آنها به‌عنوان بلوک‌های سازنده مولکولی عمل می‌کنند، درست مانند زمانی که کودک آجرهای لگو را روی هم می‌چیند.»
از آنها می‌توان برای ساخت طیف وسیعی از مواد، از جمله ابرخازن‌هایی که ذخیره سازی لیتیوم-یون را تسهیل می‌کند، استفاده کرد. مارک رامباران در پایان‌نامه خود نشان می‌دهد که سنتز پلی اکسونیوبات‌ها را می‌توان با تابش مایکروویو انجام داد، زیرا جایگزینی سریع و کارآمد برای روش‌های گرمابی معمولی است.
او می‌گوید: «آنها را می‌توان در ۱۵ دقیقه با استفاده از تابش مایکروویو ساخت، که بسیار کوتاه‌تر از ۱۸ ساعت مورد نیاز در روش‌های هیدروترمال قبلی است.»
مولکول‌های با اندازه نانومتری را می‌توان در آب حل کرد و برای رسوب لایه‌های نازک پنتوکسید نیوبیم پوشش داد. هنگامی که این فیلم‌ها تا دمای ۲۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شوند، سطوحی با مقاومت خوردگی و خواص الکتروشیمیایی متفاوت به دست می‌آیند.
در دماهای بالاتر، لایه‌ها کریستالی شده و در برابر شرایط بسیار ابتدایی مقاوم می‌شوند و همیشه در برابر اسیدها مقاوم هستند. مارک رامباران می‌گوید: «این توانایی برای ایجاد لایه‌های نازک پنتوکسید نیوبیوم امکان آزمایش ویژگی‌های شبه‌خازنی را آسان می‌کند، که به توسعه دستگاه‌های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی مانند ابرخازن‌ها کمک می‌کند.»
به دلیل آرایش اتم‌ها در پنتوکسید کریستالی نیوبیم، کانال‌هایی ایجاد می‌شود که به راحتی می‌توانند ذخیره و آزادسازی یون‌های لیتیوم را برای بیش از صد هزار چرخه در خود جای دهند. این چیزی است که آن را به یک ابرخازن تبدیل می‌کند و امکان ذخیره انرژی الکتروشیمیایی را فراهم می‌کند که به طور بالقوه می‌تواند جایگزین باتری‌های لیتیوم یون معمولی شود.
باتری‌های لیتیوم یونی دارای قابلیت ذخیره‌سازی شارژ محدود و زمان شارژ یا دشارژ طولانی هستند، در حالی که ابرخازن‌ها زمان شارژ کمتر از ۱۰ ثانیه را امکان‌پذیر می‌کنند. توانایی شارژ و دشارژ سریع، به ابرخازن‌ها اجازه می‌دهد تا انرژی را بسیار سریع و کارآمد تامین کنند. علاوه بر این، استفاده از پلی اکسونیوبات‌های محلول در آب یک روش آسان برای ایجاد لایه‌های نازک اکسید فلزی ارائه می‌دهد که از استفاده از مواد اولیه مضر مانند پنتاکلرید نیوبیم یا پنتا فلوراید نیوبیم جلوگیری می‌کند.
تحقیقات متمرکز بر توسعه دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی یا موادی که از قابلیت‌های فعلی باتری‌های لیتیوم یونی فراتر می‌رود، بسیار مهم است. ابرخازن‌ها به‌عنوان کاندیدای مناسبی برای رقابت با باتری‌های لیتیوم یونی از نظر ذخیره انرژی الکتروشیمیایی در نظر گرفته می‌شوند.
انتهای پیام/
آیا این خبر مفید بود؟ 0 0نتیجه بر اساس 0 رای موافق و 0 رای مخالف
منبع: خبرگزاری برنا
کلیدواژه: علم و فناوری نانو مواد ذخیره سازی انرژی ابرخازن
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.borna.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری برنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۱۴۵۸۱۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
برچسب نانویی هیوندای، خودرو را در تابستان ۱۰ درجه خنک‌تر می‌کند!
هیوندای موفق به تولید نانوفیلم خنک‌کننده‌ای شده است که با چسباندن آن روی شیشه، دمای کابین بین ۱۰ تا ۱۵ درجه سانتیگراد خنک‌تر می‌شود.
به گزارش دیجیاتو، برچسب شیشه هیوندای، فیلم شفافی است که روی شیشه خودرو نصب می‌شود و به کاهش دمای کابین کمک می‌کند. استفاده از این برچسب در خودروها، راهکاری برای کنترل دمای کابین خودرو در تابستان‌های گرم خواهد بود.
آزمایش‌ها نشان می‌دهد که نصب این فیلم روی شیشه‌های خودرو باعث خواهد شد تا دمای درون کابین حدود ۲۲ درجه سانتیگراد باقی بماند. این فیلم شفاف تابستان گذشته معرفی شد و هیوندای آن را بهتر از برچسب معمولی شیشه می‌داند. خودروساز کره‌ای برای بررسی اثربخشی این فیلم ضدحرارت، آن را روی خودرو‌های مشتریان در پاکستان نصب کرده است. ۷۰ دستگاه خودرو هیوندای در لاهور پاکستان به این برچسب شیشه مجهز شده‌اند تا عملکرد آن در دمای ۵۰ درجه سانتیگراد این شهر موردبررسی قرار گیرد. نصب برچسب دودی شیشه در پاکستان به دلایل امنیتی ممنوع است، اما استفاده از فیلم شفاف هیوندای مانعی ندارد.
محققان هیوندای با تحلیل وضعیت خودروها به نتایج جالبی دست یافته‌اند. نانوفیلم خنک‌کننده، دمای مناطق نزدیک به سر راننده را تا ۱۰.۹۸ درجه سانتیگراد بیشتر از برچسب‌های رنگی معمولی کاهش می‌دهد و این کاهش در مقایسه با شیشه‌های معمولی به ۱۲٫۳ درجه سانتیگراد می‌رسد. استفاده از این فیلم‌ها دمای داشبورد را نیز ۱۵.۳۸ درجه بیشتر از فیلم‌های رنگی معمولی خنک می‌کند. هم‌اکنون آخرین دور آزمایش با هدف اطمینان از کیفیت و توانایی فیلم برای تحمل شرایط دنیای واقعی انجام شده است. هیوندای گفته است که تولید انبوه این نانوفیلم در آینده نزدیک، آغاز خواهد شد.
هیوندای ادعا می‌کند که نانوفیلم سه‌لایه این شرکت، ورود انرژی گرمایی خارجی را به‌طور مؤثری مسدود می‌کند و درعین‌حال به گرمای داخلی اجازه می‌دهد تا از خودرو خارج شود. لایه بیرونی فیلم، گرما را در طول‌موج‌های فروسرخ میانی از داخل خودرو به بیرون می‌تاباند و دو لایه داخلی، گرمای ورودی را در طول‌موج‌های فروسرخ نزدیک بازتاب می‌دهند و بدین‌ترتیب، از کل گرمای داخل کابین خودرو می‌کاهند.
هیوندای همچنین اعلام کرده است که امکان تولید برچسب شیشه نانو ضدگرما با رنگ‌های مختلف وجود دارد؛ بنابراین در آینده‌ای نه‌چندان دور، خودرو‌های حاضر در مناطق گرمسیری مکانی دلپذیر برای رانندگی‌های طولانی‌مدت خواهند بود.
پلمب بیمارستان محب مهر به دلیل کشف حجاب صحت ندارد