“تصنيع مكثف فائق متماثل عالي الأداء يعتمد على الورق باستخدام TiO2/بولي بيرول/أكسيد الجرافين المخفض/(MXene)Ti3C2Tx على ورق عادي” هو عنوان مشروع طالبة مابعد الدكتوراه إلميرا عزيزي، والذي أنجزته تحت إشراف جلال أرجمندي ومحمدعلي كياني وبدعم من المؤسسة الوطنية الإيرانية للعلوم.
وأوضحت عزيزي، خريجة الدكتوراه في الكيمياء (الكيمياء الفيزيائية) من جامعة بوعلي سينا في همدان، عن هذه الخطة: حظيت المكثفات الفائقة باهتمام أكبر نظراً لميزاتها المتميزة مثل كثافة الطاقة العالية والشحن السريع واستقرار الدورة العالي جداً مقارنة بالبطاريات وخلايا الوقود.
ومع ذلك، فإن للمكثفات الفائقة أيضاً عيوب، بما في ذلك كثافة الطاقة المنخفضة وارتفاع تكلفة الإنتاج، لذلك يجب تحسين هذه الجوانب للجيل التالي من المكثفات الفائقة المرنة. ولذلك، فإن التحدي الأساسي في هذا المجال هو تطوير المكثفات الفائقة المرنة ذات كثافة الطاقة العالية والطاقة مقارنة بأجهزة تخزين الطاقة الموجودة.
وذكرت هذه الباحثة أيضاً: لتحقيق هذا الهدف، من الضروري تصميم مجمعات تيار مرنة، ومواد إلكترودات جديدة، وإلكتروليتات جديدة، وبنية جديدة للجهاز. وتتمتع المكثفات الفائقة الهجينة، التي تستخدم كلا من المكثفات ذات الطبقة المزدوجة ومواد القطب الكهربائي شبه المكثفات، بكثافة طاقة وقدرة أعلى.
وتتكون مواد هذه الأقطاب الكهربائية من مواد الكربون النشط والبوليمرات الناقلة وأكاسيد المعادن.
وقالت عزيزي: لقد لفتت البوليمرات الناقلة انتباه العديد من الباحثين والعلماء بسبب تركيبها البسيط وثباتها الجيد نسبياً وناقليتها الكهربائية الجيدة، وكذلك مرونتها. وأضافت: اليوم، ومع زيادة الطلب على الطاقة، وشحّ الوقود الأحفوري، والاحتباس الحراري، ازداد اهتمام الباحثين بأنظمة تخزين الطاقة الخضراء والمستدامة.
وفي النهاية، أشارت عزيزي إلى أن تصميم وبناء مثل هذه الأجهزة لتخزين الطاقة له تأثير كبير على مخازن تخزين الطاقة القابلة لإعادة الشحن، لأنه يمكن استخدام هذه الأجهزة في شاشات العرض المرنة، والأجهزة الإلكترونية المحمولة، والملابس، وأجهزة الاستشعار الإلكترونية، وأجهزة مراقبة الصحة، الهواتف المحمولة وأجهزة الحاسوب المحمولة غيرها من الأجهزة.
