تلاش برای تحولی نو در صنایع، ذخیره انرژی و کاهش هزینه‌ها

به گزارش ایسنا، «سنتز و مشخصه‏‌یابی نانوکامپوزیت‌های بر پایه نانو صفحات دوبعدی Ti۳C۲-MXene برای ذخیره و تبدیل انرژی» رساله دکتری سیده فاطمه حسینی است که آن را با راهنمایی دکتر میرسعید سید دراجی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسانده است.

حسینی با مدرک دکتری تخصصی شیمی کاربردی از دانشگاه زنجان درباره این طرح توضیح داد: در دهه‌های اخیر، تولید انرژی از طریق سوزاندن سوخت‌های بر پایه کربن، منجر به افزایش وابستگی دنیای امروز به‌ویژه کشورهای در حال توسعه به سوخت‌های فسیلی شده است.

وی ادامه داد: بنابراین با رشد سریع جمعیت و کاهش سریع ذخایر سوخت‌های فسیلی تجدیدناپذیر همراه با گرم شدن احتمالی کره زمین و افزایش آلودگی محیط زیست، جستجو برای منابع انرژی تمیز، تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی و دستگاه‌های ذخیره‌سازی کارآمد، بسیار ضروری است. فناوری‌های تبدیل و ذخیره انرژی مانند شکافت آب (تولید سوخت هیدروژنی)، کاهش CO۲ و ابر خازن‌ها یکی از مؤثرترین راه‌حل‌ها برای مشکلات گفته شده است.

این پژوهشگر در ادامه بیان کرد: اگرچه دستاوردهای قابل توجهی در ذخیره‌سازی و تولید انرژی حاصل شده است، اما هنوز برخی از چالش‌های اساسی باقی مانده است. به‌عنوان مثال، دستیابی به قدرت و چگالی انرژی بالا به‌طور همزمان در دستگاه‌های ذخیره‌سازی معمول دشوار است. در عین حال، ذخیره انرژی به‌صورت قابل شارژ محدود است و هزینه‌های بالایی دارد.

وی ادامه داد: علاوه براین، باز ترکیبی حفره و الکترون‌های تولید شده توسط نور در فوتوکاتالیست‌ها و استفاده از فلزات گرانبها به‌عنوان کمک کاتالیست در شکافت فوتوکاتالیستی آب یکی از مشکلات عمده در این فرایند است.

حسینی اضافه کرد: بنابراین توسعه مواد جدید با هدایت و پایداری بالا، حساس به نور مرئی و هزینه سنتز پایین کلید اصلی پیشرفت‌های جدید در تولید انرژی تجدیدپذیر و ذخیره انرژی با کارایی بالا است. یافته‌های این پروژه راه جدیدی را برای تسهیل سنتز نانوکامپوزیت‌های بر پایه مکسین و کاربرد مکسین در تخریب آلاینده‌های آلی و دارویی، شکافت فوتوکاتالیستی آب برای تولید هیدروژن و افزایش ظرفیت در ذخیره انرژی باز می‌کند.

به نقل از بنیاد علم ایران، وی در پایان خاطر نشان کرد: استفاده از مکسین در ابرخازن‌ها به جای گرافن‌اکسید تحولی نو در صنایع، ذخیره انرژی و کاهش هزینه‌ها ایجاد می‌کند. زیرا این مواد دوبعدی جدید در مقایسه با گرافن با هزینه کمتری تولید می‌شوند و دارای روش سنتز آسان و دسترسی آسان هستند که باعث جذابیت بیشتر آن‌ها در کاربردهای صنعتی می‌شوند.