علمی، پژوهشی و فناوری

ذخیره و تبدیل کارآمد انرژی به کمک نانوکامپوزیت‌های دو بعدی

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری، سیده فاطمه حسینی، پژوهشگر دکتری شیمی کاربردی دانشگاه زنجان، رساله خود با عنوان «سنتز و مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت‌های بر پایه نانو صفحات دو بعدی Ti۳C۲-MXene برای ذخیره و تبدیل انرژی» را با راهنمایی میرسعید سید دراجی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رساند.

حسینی درباره ضرورت این تحقیق توضیح داد: افزایش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، کاهش منابع تجدیدناپذیر و افزایش آلودگی محیط زیست، جستجو برای منابع انرژی پاک و دستگاه‌های ذخیره‌سازی کارآمد را بیش از پیش ضروری کرده است. فناوری‌هایی مانند شکافت آب برای تولید هیدروژن، کاهش دی اکسی کربن و ابرخازن‌ها می‌توانند بخشی از مشکلات موجود را حل کنند، اما چالش‌هایی مانند دستیابی هم‌زمان به قدرت و چگالی انرژی بالا و هزینه‌های بالای ذخیره انرژی هنوز باقی مانده است.

وی افزود: محدودیت‌های موجود در شکافت فوتوکاتالیستی آب شامل بازترکیب حفره‌ها و الکترون‌ها و نیاز به فلزات گرانبها به عنوان کمک کاتالیست، از موانع اصلی توسعه این فناوری‌ها است. بنابراین، توسعه مواد جدید با هدایت و پایداری بالا، حساس به نور مرئی و هزینه سنتز پایین، کلید پیشرفت در تولید انرژی تجدیدپذیر و ذخیره انرژی با کارایی بالا محسوب می‌شود.

حسینی تأکید کرد: یافته‌های این پروژه راه جدیدی برای سنتز نانوکامپوزیت‌های مبتنی بر MXene و کاربرد آن‌ها در تخریب آلاینده‌های آلی و دارویی، شکافت فوتوکاتالیستی آب برای تولید هیدروژن و افزایش ظرفیت ذخیره انرژی باز می‌کند. استفاده از MXene در ابرخازن‌ها به جای گرافن‌اکسید، تحولی نو در صنایع، ذخیره انرژی و کاهش هزینه‌ها ایجاد می‌کند، زیرا این مواد دوبعدی با هزینه کمتر و روش سنتز آسان تولید می‌شوند و کاربرد صنعتی آن‌ها را جذاب‌تر می‌کنند.