افزایش طول عمر باتری با کامپوزیت‌های گرافنی
«بهبود ذخیره‌سازی و طول عمر باتری‌های اسید-سرب با استفاده از کامپوزیت آئروژل گرافنی به‌عنوان ماده افزودنی» طرح پسادکتری آرش قاضی تبار است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام داده است.
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری، قاضی تبار با مدرک دکتری تخصصی مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی‌امیرکبیر و استادیار پژوهشگاه رنگ درباره این طرح توضیح داد: باتری‌سازی در ایران مربوط به تولید باتری‌های اسید- سرب است و بخش کوچکی از آن به تولید دانش فنی و محدود لیتیم-یون یا دیگر ذخیره سازهای نسل جدید می‌پردازند.
وی ادامه داد: با توجه به وجود زیرساخت مناسب برای تولید باتری اسید- سرب در کشور، با استفاده از تزریق دانش فنی بهبود خواص این باتری‌ها، می‌توان ذخیره‌سازهای مناسب‌تر با قابلیت استفاده در کاربردهای متنوع‌تری را ایجاد کرد، بدون اینکه به تغییرات اساسی در کارخانجات تولید باتری نیاز باشد.
این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: مهندسی مواد، زمینه‌ساز اصلی این تغییر بزرگ خواهد بود که با معرفی ماده جدید آئروژل گرافنی و با بومی‌سازی تولید آن در کشور با خواص مناسب برای استفاده در باتری اسید-سرب، می‌تواند تحولی در صنعت باتری‌سازی کشور ایجاد کند.
وی تصریح کرد: شرکت‌های چینی و امریکایی، امروزه باتری‌های اسید-سرب تقویت شده با مواد کربنی و گرافن را در دنیا تولید می‌کنند و مصرف بالایی در این کشورها دارند.
در چین، بیش از ۳۰ میلیون دوچرخه هیبریدی فعال در کشور وجود دارد که در بخش عمده‌ای از آن‌ها، از باتری‌های تقویت‌شده با گرافن و مواد کربنی استفاده می‌شود.
با بومی‌سازی ساخت این دسته از باتری‌ها با کیفیت بالاتر نسبت به باتری‌های چین، به‌دلیل استفاده از نسل جدید و سه‌بعدی مواد گرافنی (آئروژل گرافنی)، می‌توان علاوه بر بومی‌سازی این دسته از باتری‌ها و تحول در صنعت باتری‌سازی، صادرات آن را نیز مورد بررسی قرار داد چرا که خواص منحصربه فردی در انتظار باتری‌ها با استفاده از آئروژل گرافنی است.
قاضی تبار تأکید کرد: افزایش طول عمر باتری‌ها و افزایش ظرفیت آن‌ها باعث ایجاد رضایتمندی بالاتر برای مصرف‌کنندگان و همچنین کاربردهای جدید این باتری‌ها خواهد شد.
همچنین، تولید دانش فنی در این طرح، به این صورت است که سنتز آئروژل گرافنی با نیتروژن دوپ شده و نانوذرات اکسید روی که حجم تخلخل و سطح ویژه بالایی دارد، از روش ساده و مقرون‌به‌صرفه احیاء شیمیایی در آن استفاده می‌شود و همچنین تخلخل‌های آن در ناحیه مزو-ماکرو قرار دارد که بالاترین نفوذپذیری را برای الکترولیت خواهد داشت.
وی ادامه داد: تولید محصول، نمونه باتری اسید- سرب ساخته شده در مقیاس آزمایشگاهی است که در صفحات مثبت و منفی خود، از ساختار گرافنی استفاده شده است.
این باتری نسبت به باتری‌های معمول، طول عمر و ظرفیت بیشتری دارد.
این محقق و پژوهشگر در پایان خاطر نشان کرد: کاربرد این پژوهش، استفاده از این فناوری در باتری‌سازی‌های داخل کشور برای تولید باتری‌هایی با دانسیته انرژی بالا و طول عمر بیشتر است.
درحال حاضر این باتری‌ها در مرحله تولید در شرکت خصوصی پلاتین ایران قرار دارد که از حامیان این طرح و بهره بردار آن بوده است.