گام مهم پژوهشگران ایرانی برای حل مشکل ذخیره برق خورشیدی و بادی
ساخت اپل آی دی: طرح تحقیقاتی طراحی و توسعه الکترودهای دومنظوره برای کاربرد هم زمان در سلول های سوختی میکروبی و ابرخازن ها با حمایت بنیاد ملی علم ایران در دانشگاه گیلان انجام شد.
به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، مریم فرحمند حبیبی در دوره پسادکتری خود با راهنمایی مجید آروند، پژوهشی با هدف «طراحی و توسعه الکترودهای دومنظوره برای کاربرد هم زمان در سلول های سوختی میکروبی و ابرخازن ها» در دانشگاه گیلان انجام داده است.
فرحمند حبیبی ضمن اشاره به چالش های ناشی از مصرف فزاینده سوخت های فسیلی و نیاز بیش از پیش به تکنولوژی های جدید انرژی اظهار داشت: کاهش منابع انرژی تجدیدناپذیر، تخریب محیط زیست و لزوم توسعه سیستم های ذخیره سازی انرژی، اهمیت پژوهش و توسعه در حوزه فناوری های تبدیل و ذخیره انرژی را دوچندان کرده است.
وی اضافه کرد: سلول های سوختی میکروبی یکی از فناوری های نوظهور در این عرصه هستند که با بهره گیری از فعالیت میکروارگانیسم ها، مواد آلی را تجزیه کرده و هم زمان انرژی شیمیایی موجود در آنها را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در کنار آن، ابرخازن ها هم به علت دانسیته توان بالا، طول عمر چرخه ای مناسب، ایمنی مطلوب و هزینه نگهداری پایین، به عنوان یکی از گزینه های مهم ذخیره سازی انرژی مورد توجه قرار گرفته اند.
این پژوهشگر ضمن اشاره به نقش تعیین کننده مواد الکترودی در عملکرد این سیستم ها اظهار نمود: خواص الکتروشیمیایی سلول های سوختی میکروبی و ابرخازن ها بشدت به خصوصیت های الکترود مورد استفاده وابسته است. به این جهت، طراحی و توسعه مواد الکترودی جدید با عملکرد بالا، یکی از نیازهای اساسی برای بسط کاربرد این فناوری ها به حساب می آید.
وی افزود: در این مطالعه، طراحی الکتروکاتالیست های دومنظوره مورد توجه قرار گرفته است؛ موادی که می توانند هم در واکنش کاهش اکسیژن به عنوان یک فرایند کلیدی در سلول های سوختی عمل کنند و هم قابلیت ذخیره سازی انرژی در ابرخازن ها را داشته باشند. این رویکرد با هدف ترکیب فعالیت کاتالیزوری مورد نیاز برای تولید انرژی و قابلیت ذخیره انرژی در یک ساختار واحد عرضه شده است.
فرحمند حبیبی ضمن اشاره به اهمیت ساختار الکترودها اضافه کرد: مهندسی ساختار و مورفولوژی مواد الکترودی نقش برجسته ی در افزایش کارآمدی آنها دارد. از همین رو، در این طرح کوشش شده است الکترودهایی با ساختار متخلخل و سطح ویژه بالا طراحی و ساخته شوند تا عملکرد آنها در کاربردهای در رابطه با سلول های سوختی میکروبی و ابرخازن ها مورد ارزیابی قرار گیرد.
وی در رابطه با لزوم توسعه این فناوری اظهار نمود: تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید، باد و انرژی زمین گرمایی به علت نوسانات طبیعی، همواره با چالش ذخیره سازی روبرو است. ذخیره انرژی تولیدشده در زمان های مناسب و استفاده از آن در زمان کاهش تولید، یکی از راهکارهای مهم برای مدیریت بحران انرژی محسوب می شود. سیستم های الکتروشیمیایی مانند سلول های سوختی و خازن های الکتروشیمیایی می توانند نقش مهمی در این مورد ایفا کنند.
این پژوهشگر ضمن اشاره به محدودیت کاتالیزورهای رایج اظهار داشت: کاتالیزورهای تجاری مبتنی بر فلزات گرانبهایی مانند پلاتین، به علت هزینه زیاد و محدودیت منابع، استفاده گسترده از این فنآوری ها را با چالش مواجه کرده اند. به همین دلیل، توسعه الکتروکاتالیست های مؤثر بر پایه فلزات غیرنجیب و اقتصادی، یکی از مسیرهای مهم پژوهش های اخیر در این حوزه می باشد.
وی اضافه کرد: الکتروکاتالیست های دومنظوره می توانند با کاهش هزینه و پیچیدگی سیستم ها، افزایش دوام و انعطاف پذیری تجهیزات و امکان استفاده از یک الکترود برای چند عملکرد، مزایای قابل توجهی نسبت به چارچوب های معمولی داشته باشند.
فرحمند حبیبی در آخر اشاره کرد: باتوجه به کاربردهای گسترده اقتصادی و صنعتی سلول های سوختی میکروبی و ابرخازن ها، دستیافتن به الکترودهای کارآمد و پایدار، گامی ضروری برای تجاری سازی این فناوری ها شمرده می شود. این مطالعه تلاش دارد با عرضه چارچوب های الکترودی نوین، مسیر توسعه سیستم های تبدیل و ذخیره انرژی پاک را هموارتر کند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب