تولید نمونه اولیه ابرخازن های پوشیدنی توسط محققان ایرانی

تولید نمونه اولیه ابرخازن های پوشیدنی توسط محققان ایرانی سایت امن: تهران- محققان دانشگاه صنعتی امیركبیر موفق به تولید نمونه اولیه ابرخازنی شدند كه می توان از آن در تولید تجهیزات الكترونیكی منعطف و منسوجات هوشمند بهره برد. در این طرح آزمایشگاهی، ساختار یك ابرخازن میكرومتری روی بستری از منسوجات با روش طراحی لیزر بوجود آمده است.


به گزارش روز یكشنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، امروزه تجهیزات الكترونیكی مانند تلفن های همراه و لپ تاپ به زندگی بشر پیوند خورده اند و صنعت تولید تجهیزات الكترونیكی به سرعت در حال پیشرفت است. شركت های بزرگ تولید تجهیزات الكترونیك به دنبال افزودن قابلیت های مختلف همچون قابلیت انعطاف پذیری بالا به محصولات خود هستند. خازن ها جزیی جدایی ناپذیر در تجهیزات الكترونیكی، به خصوص تجهیزات الكترونیكی قابل حمل به شمار می روند. ازاین رو برای استفاده در ادوات الكترونیكی منعطف قابل حمل و یا منسوجات هوشمند، تولید خازن های انعطاف پذیر ضروری به نظر می رسد.
وحید بابااحمدی محقق دانشگاه صنعتی امبیركبیر، با اشاره به مشكلات موجود در مسیر تولید تجهیزات الكترونیكی منعطف مرتبط با اهداف دنبال شده در این طرح اظهار داشت: در زمینه ساخت ادوات ذخیره كننده انرژی مشكلاتی نظیر عدم پایداری در برابر شست وشو و انعطاف كم ساختار وجود دارد كه كاربرد گسترده آن ها را با مشكل مواجه كرده است. در طرح حاضر با نشاندن نانوصفحات گرافن روی بستری از جنس پارچه پلی استر این مشكل تا حدود زیادی حل شده است.
وی اضافه كرد: در واقع در این طرح یك نمونه ابرخازن پارچه ای تولید شده كه پایداری زیادی دارد و بعد از شست وشو هم دچار افت كارایی نمی گردد و می توان از آن در منسوجات هوشمند و یا ادوات الكترونیكی منعطف استفاده نمود.
تولید ابرخازن ها نیازمند ساختاری رسانا و با سطح مخصوص بزرگ است. در طرح حاضر این سطح بزرگ با استفاده از نانوصفحات گرافن تأمین شده است و استفاده از الكترولیت حالت جامد سبب شده تا بتوان ساختار خازن را به یك ساختار منعطف تبدیل كرد. این ساختارهای سه بعدی نانومتری باعث افزایش سرعت فعالیت های الكتروشیمیایی می گردد كه این امر در تبادل یون بسیار مؤثر است.
به گفته بابااحمدی، گرافن اكسید به علت سطح مخصوص بسیار بالا و همینطور پتانسیل تبدیل به گرافن، بعنوان تركیب اصلی جهت تولید ابرخازن مورد استفاده قرار گرفته است. اما این تركیب علی رغم خواص منحصربه فرد، پایداری بسیار پایینی در برابر رطوبت از خود نشان داده است. ازاین رو در این تحقیق با استفاده از مواد كراس لینك كننده امكان افزایش پایداری شست و شوی گرافن اكسید و الكترولیت حالت جامد (PVA-H2SO4) امكان پذیر شده است. ساختار ابرخازن با استفاده از پرتودهی لیزر به صورت مستقیم و با الگوی مشخص روی پارچه كراس لینك شده تولید می گردد. با عنایت به حضور الكترولیت جامد كراس لینك شده، می توان یك پوشش یكنواخت روی سطح تولید كرد. بعد از تولید ساختار خازنی، از آنالیزهایی مانند پراش اشعه ایكس، میكروسكوپ الكترونی FESEM و رامان برای مشخصه یابی ساختار و از روش ولتامتری چرخه ای، امپدانس الكتروشیمیایی به منظور بررسی رفتار ذخیره سازی انرژی استفاده شده است.
نتایج به دست آمده از آزمون های آزمایشگاهی از آن حكایت می كند كه میزان دانسیته ذخیره انرژی در حالت های مختلف خمشی و بعد از شست وشو 756 میكروفاراد بر سانتی متر مربع است و كارایی ابرخازن بعد از 1000 بار سیكل شارژ/تخلیه به میزان 98.3 حفظ شده است.
شایان ذكر است نمونه اولیه این نوع پارچه ها تولید شده و در اداره مالكیت های معنوی به شماره ثبت اختراع 94582 به ثبت رسیده است.
وحید بابااحمدی– دانشجوی مقطع دكتری دانشگاه صنعتی امیركبیر و دكتر مجید منتظر– عضو هیأت علمی این دانشگاه در انجام این طرح همكاری داشته اند. نتایج این كار در مجله Journal of Power Sources با ضریب تاثیر 6.396 (جلد 367، سال 2017، صفحات 34 تا 41) منتتشر شده است.
علمی**1023**1440
تنظیم: ابوالقاسم تیموری** انتشار: گلشن


1396/12/01
16:32:28
5.0 / 5
148
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۱ بعلاوه ۳
سایت امن
websec.ir - حقوق مادی و معنوی سایت سایت امن محفوظ است

سایت امن

گواهی امنیت وب