نیوزتل: پژوهشگران کشور موفق شدند در قالب یک پروژه دکتری مواد پیشرفته آندی باتری های لیتیوم-یون را در امتداد توسعه صنعت باتری های لیتیومی در کشور تولید کنند.

به گزارش نیوزتل به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر مهشید ارشادی دانش آموخته دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر در امتداد رساله دکتری خود تحت عنوان «ساخت نانوکامپوزیت-های بر پایه ترکیبات گرافن/ Fe۳O۴جهت کاربرد به عنوان مواد آندی در باتری های لیتیوم-یون» اظهار داشت: باتوجه به اهمیت بیش از پیش باتری های قابل شارژ خصوصاً باتری های لیتیوم-یون در تمام جنبه های دنیای مدرن فعلی، توسعه روش های آسان و مقرون به صرفه تولید اجزای تشکیل دهنده باتری های مذکور بسیار لازم است و باید بعنوان قسمتی از اولویت های پژوهشی کشور در نظر گرفته شود.
وی اضافه کرد: در این میان مواد آندی باتوجه به نقش کلیدی آنها در عملکرد بالای سل باتری لیتیوم-یون، سهم جالب توجهی از تحقیقات مربوط به باتری لیتیوم-یون را به خود مختص کرده است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: باتوجه به مسئله چالش برانگیز گرمایش جهانی که نگرانی های خیلی از سوی مجامع بین المللی برانگیخته است، حرکت به سمت منابع انرژی جایگزین مانند انرژی های تجدیدپذیر و حمل و نقل برقی را به ضرورتی انکارناپذیر مبدل ساخته است.
ارشادی اشاره کرد: در این میان توسعه انرژی های تجدیدپذیر و خودروی برقی از نظر عملیاتی و اقتصادی قویاً وابسته به ذخیره سازهای انرژی الکتریکی با ظرفیت ویژه بالا و قیمت مقرون به صرفه مانند باتری های لیتیوم-یون است.
وی با تاکید بر این که هم اکنون تحقیقات گسترده ای در حوزه توسعه مواد پیشرفته باتری های لیتیوم-یون می شود، اظهار داشت: هر ۵ سال حدودا یک دفعه نسل مواد باتری های لیتیومی عوض می شود، بدین جهت مواد جدی با کارایی بهتر و قیمت مناسب تر در الکترودها نقش عمده ای در توسعه باتری های با عملکرد بالا ایفا می کند.
این محقق اظهار نمود: کوشش های انجام گرفته تا حد زیادی بر روی بهبود مواد الکترودی فعلی یا کاوش برای مواد الکترودی جدید است؛ بااینکه امروزه گرافیت به عنوان ماده آندی بصورت تجاری در باتری های لیتیوم-یون مورد استفاده قرار می گیرد ولیکن در باتری های نسل جدید گرافیت جای خودرا به مواد دیگری همچون نانوساختارهای کربنی، آندهای تبادلی و آلیاژهای سیلیکون که کارایی بهتری دارند می دهد.
وی اشاره کرد: بدین جهت بمنظور تولید باتری های لیتیوم-یون با قیمت پایین تر و نزدیک شدن به اهداف پیش بینی شده بین المللی، نیاز به مواد آندی با عملکرد مناسب وجود دارد تا امکان تولید انبوه مواد آندی مورد استفاده در باتری های لیتیوم-یون بمنظور ذخیره سازی در مقیاس بالا فراهم آید.
ارشادی اضافه کرد: پس توسعه روش های تولید کارآمد، با تجهیزات ساده و ارزان، گامی مهم برای تولید مواد آندی با عملکرد قابل قبول به طریقه مقرون به صرفه است. با در نظر گرفتن این امر که امروزه در کشور نیاز جدی به باتری های لیتیوم-یون است و با اهمیت ترین چالش دراین زمینه دستیابی به دانش فنی تولید مواد الکترودی است، بدین جهت این طرح می تواند در این راستا مورد توجه قرار گیرد.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: در این طرح ترکیبات اولیه مواد آندی بر پایه ترکیبات گرافنی برای کاربرد در الکترود باتری های لیتیوم-یون در داخل سنتز و بومی سازی شده است.
وی افزود: این پروژه می تواند شروع کننده مباحث تحقیقاتی مناسبی در حوزه ی مواد آندی بر پایه گرافن در داخل کشور باشد.
وی با اشاره به معرفی خاصیت های طرح اظهار داشت: در این پروژه تلاش شده است که از روش های آسان و کم هزینه برای ساخت این مواد استفاده گردد. همین طور ساخت نمونه های آزمایشگاهی با امکانات و تجهیزات در دسترس انجام پذیرفته است.
ارشادی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: از نتایج بدست آمده از این طرح می توان در جهت ساخت و بومی سازی این نوع از مواد در داخل کشور استفاده نمود.
وی با اشاره به کاربردهای پروژه اظهار داشت: به سبب قیمت ذاتی پایین Fe۳O۴، نانوکامپوزیت های مبتنی بر گرافن/ Fe۳O۴با ظرفیت و سیکل پذیری مناسب قابلیت به کارگیری در باتری های لیتیوم-یون قابل شارژ مورد استفاده در ذخیره سازی انرژی در مقیاس بالا مانند شبکه توزیع برق، ذخیره سازی انرژی های تجدیدپذیر و خودرو های برقی را داراست. همین طور مواد تولید شده در این پروژه می-تواند در ساخت الکترودهای بر پایه گرافن در کاربردهایی نظیر انواع باتری ها، ابرخازن ها، کاتالیست ها و غیره به کار برده شوند.
اساتید راهنمای پروژه دکتر مهران جوانبخت (دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر)، دکتر سید احمد مظفری (سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران) و اساتید مشاور این پروژه دکتر بنیامین ظهیری ‏(بریتیش کلمبیا-کانادا) و دنیل برندل (اوپسالا-سوئد) بوده اند. این رساله دکتری در دانشکده شیمی و مرکز تحقیقات انرژی های تجدید پذیر دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام پذیرفته و از طرف بنیاد ملی نخبگان و ستاد توسعه فناوری نانو حمایت مالی شده است. از نتایج این رساله تا حالا سه مقاله در مجلات بین المللی انتشار یافته شده است.

منبع: newstel.ir