نانوحباب‌ها؛ راز افزایش بازده باتری‌ها و سلول‌های سوختی

به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، شرکت مولیر (Moleaer) روشی مبتکرانه برای استفاده از نانوحباب‌ها در تولید فیلم‌های نازک باتری‌ها، سلول‌های سوختی و الکترولایزرها معرفی کرده است. این روش با افزایش یکنواختی و تخلخل فیلم‌ها، بازده و دوام دستگاه‌ها را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌دهد. فناوری جدید، راهکاری ساده، سازگار با خطوط تولید موجود و بدون نیاز به مواد شیمیایی اضافی ارائه می‌کند.

همچنین بخوانید: بازتولید نخستین مولکول جهان؛ گامی تازه در کشف رازهای کیهان

نانوحباب‌ها؛ تحول در بازده انرژی و فناوری‌های پاک

مولیر اعلام کرده است که فرایند ثبت اختراع‌شده‌ای در دست دارد که در آن نانوحباب‌ها در حین تولید فیلم‌های نازک وارد می‌شوند. این فیلم‌ها در باتری‌های لیتیوم-یونی، سلول‌های سوختی پلیمری و الکترولایزرها به‌کار می‌روند و نقش حیاتی در افزایش بازده، قدرت و دوام این دستگاه‌ها دارند. به گفته کارشناسان، این روش کاملاً بدون مواد شیمیایی اضافی و غیرتهاجمی است و می‌تواند کیفیت و یکنواختی فیلم‌ها را به‌صورت محسوسی بهبود بخشد.

در این فرآیند، میلیاردها نانوحباب در پوشش‌های مایع حین تولید فیلم‌های نازک ایجاد می‌شوند. مولیر می‌گوید حضور این حباب‌های ریز باعث تثبیت جوهرها، بهبود پراکندگی مواد و بهینه‌سازی اندازه منافذ می‌شود. نتیجه، فیلم‌هایی با تخلخل یکنواخت و ذرات ریزتر است که عملکرد دستگاه‌ها را در مقیاس نانو ارتقا می‌دهد.

برای لایه‌های کاتالیست کاتد سلول‌های سوختی پلیمری—که اهمیت بالایی در خودروهای برقی و سیستم‌های قابل حمل دارند—این فناوری امکان افزایش تا ۲۰ درصد قدرت خروجی از همان سطح فعال را فراهم می‌کند. این موضوع می‌تواند به کاهش اندازه اجزا و کاهش هزینه به ازای هر وات منجر شود.

بهبود عملکرد تنها به سلول‌های سوختی محدود نمی‌شود. لایه‌های آند الکترولایزرهای پلیمری برای تولید هیدروژن سبز، نشان‌دهنده افزایش ۱۷ درصدی چگالی جریان در ولتاژهای عملیاتی هستند. همچنین، کاتدهای لیتیوم-یونی با ترکیب نیکل، منگنز و کبالت (NMC) بهبود چشمگیری در حفظ ظرفیت و عملکرد در نرخ‌های بالا دارند. افزون بر این، نفوذپذیری غشاهای اولترافیلتراسیون تا ۶۶ درصد افزایش یافته که می‌تواند مصرف انرژی در تصفیه آب را کاهش دهد.

نیک دینر (Nick Dyner)، مدیرعامل مولیر، می‌گوید: «فیلم‌های نازک پایه‌ای‌ترین بخش فناوری‌های انرژی پاک و آب هستند، اما روش‌های سنتی تولید محدودیت‌هایی ایجاد می‌کنند. فرآیند ما با نانوحباب، بدون تغییر فرمول یا روند تولید، این محدودیت‌ها را رفع می‌کند و قدرت، بازده و پایداری بیشتری فراهم می‌آورد.»

دکتر محمد عبدالرحمن، مهندس ارشد تحقیق و توسعه در مولیر، می‌افزاید: «نانوحباب‌ها مانند داربست‌های نامرئی عمل می‌کنند. آن‌ها کمک می‌کنند مواد در طول تولید بهتر خود را سازمان‌دهی کنند و فیلم‌هایی با عملکرد بالاتر، هدررفت کمتر و نقص کمتر ایجاد شود.»

مولیر در حال همکاری با شرکت‌های تولیدکننده غشا و دستگاه‌های انرژی برای تجاری‌سازی این فناوری است. این روش با تکنیک‌های پوشش‌دهی موجود سازگار است و پذیرش آن در خطوط تولید را ساده می‌کند. کارشناسان بر این باورند که این فناوری می‌تواند گامی مهم در توسعه انرژی پاک، خودروهای برقی و سیستم‌های تصفیه آب با مصرف انرژی پایین باشد.

منبع: ایسنا