امکان ساخت ابرخازن‌هايي با توان ذخيره بسيار بالا فراهم شد
خلاصه: متخصصان ايراني با بررسي و كنترل اسيديته (pH) الکتروليت در فرايند توليد دي‌اکسيد منگنز، ضمن تهيه اين ماده با ساختار نانو، توان الكتروشيميايي آن را افزايش داده و امكان توليد ابرخازن‌هايي با توان بسيار بالا را فراهم كردند.
دکتر هادي عادل‌خاني، عضو هيات علمي پژوهشکده مواد در پژوهشي، چگونگي تغيير اسيديته را طي فرايند رسوب الکتروشيميايي MnO2 مطالعه و نمونه‌هايي از دي‌اکسيد منگنز با ساختار نانومتري را در اسيديته‌هاي ثابت الکتروليت، تهيه كرده است.
در اين پژوهش ضمن بررسي خواص فيزيکي- شيميايي، چگونگي تاثير اسيديته الکتروليت بر خواص و كارايي الكتروشيميايي نمونه‌ها به عنوان يک ابر خازن الکتروشيميايي مورد مطالعه قرار گرفته است.
عادل‌خاني، روش و مراحل کار را اين‌گونه بيان کرد: «تهيه دي‌اكسيد منگنز از الكتروليت حاوي MnSO4 در شرايطي که اسيديته الکتروليت به طور مداوم و در طول فرايند اندازه‌گيري و در يک مقدار معين تثبيت شده، صورت گرفته است. بررسي ترکيب شيميايي دي‌اکسيد منگنز حاصل به روش تيتراسيون پتانسيومتري انجام شده است.»
گفتني است که بررسي ساختار کريستالي مواد حاصل به كمك روش پراشX-Ray، مورفولوژي مواد حاصل به کمک تصاوير ميكروسكوپي SEM و ميزان تخلخل آنها به کمک روش‌هاي BJH و BET صورت گرفته است.
بر اساس نتايج اين پژوهش، اسيديته الکتروليت، عامل مهمي است که در طول فرايند رسوب الکتروشيميايي تغيير مي‌کند. در صورت تثبيت اسيديته در يک مقدار خاص، اين امکان به وجود مي‌آيد که خواص فيزيکي- شيميايي دي‌اکسيد منگنز را به صورت دلخواه تغيير داد. به عبارت ديگر بر اساس اسيديته الکتروليت، امکان تهيه ساختارهاي مختلف نانومتري از دي‌اکسيد منگنز با خواص فيزيکي- شيميايي متنوع به وجود مي‌آيد. به عنوان مثال با انجام رسوب الکتروشيميايي در مقدار خاص (pH=6)، نمونه حاصل از توان الکتروشيميايي بسيار بالايي برخوردار خواهد شد که اين امر ناشي از تغييرات به وجود آمده در ميزان تخلخل و ساختار نانومتري اين نمونه است.
جزئيات اين پژوهش که در پژوهشکده مواد انجام شده، در مجلهJournal of The Electrochemical Society (صفحات 795- 791، جلد 156، سال 2009) منتشر شده است.