تولید غشایی برای افزایش کارآمدی سیستم ذخیره انرژی لیتیومی در همکاری ایران و استرالیا
دانلود فایل: در پروژه ای با همکاری تیم های تحقیقاتی ایران و استرالیا، یک غشای همگرا برای استخراج یون لیتیوم تولید شده و خواص آن بررسی شده است.
به گزارش دانلود فایل به نقل از ایسنا، پیش بینی می شود که باتوجه به نیاز فزاینده صنعت به عنصر حیاتی لیتیوم، به زودی تقاضای این ماده از عرضه آن فزونی یافته و این ماده به یک ماده ژئوپلیتیکی مهم تبدیل خواهد شد. بدین جهت تحقیقات در این عرصه جهت استخراج این ماده مهم از منابع قابل حصول و در دسترس مورد توجه محققین قرار گرفته است.
آب دریا بعنوان یک منبع سرشار از یون های لیتیوم می تواند بخش چشمگیری از نیازهای بشر به این ماده حیاتی را تامین کند، اما مشکلات تفکیک پذیری این یون از سایر یون های موجود در آب سبب شده تا این راهکار با چالش هایی مواجه شود. در همین راستا طراحی مواد نوین برای توسعه غشاهای با ساختار نانو کانال و نانوحفره های با گزینش پذیری یون لیتیوم به یکی از اولویت های علمی سالهای اخیر تبدیل گشته است.
آینده سیستم های ذخیره انرژی مبتنی بر لیتیوم به شدت به جداسازی کارآمد این ماده متکی است و در این راستا بتازگی کانال های یونی بیولوژیکی دارای ساختارهای حفره ای نامتقارن با جداسازی و سنجش بسیار کارآمد یون های فلزی قلیایی مورد توجه محققین قرار گرفته است. با این وجود، بازآفرینی مصنوعی چنین ساختار زیستی پیچیده ای از نظر فنی چالش برانگیز است.
در این تحقیق یک غشای قابل تنظیم با قابلیت انتخاب یون تک ظرفیتی لیتیوم بوسیله منافذ نامتقارن چند انگسترومی با موانع فعال انرژی کاشته شده طراحی شده است. موانع فعال انرژی بوسیله دیواره های چند انگسترومی و مولکول های میهمان در مقابل حرکت یونی عمل می کنند، بدین طریق که یون هدف را نگه داشته و در عین حال انتقال یون های غیر هدف را تسهیل می کنند.
به نقل از ستاد نانو، غشای تولیدی از چهارچوب های فلزی-آلی دولایه (MOF-on-MOF) تشکیل شده است که ساختار حفرات را برای به تله انداختن یون لیتیوم از ۶ انگستروم به ۳٫۴ آنگستروم کنترل می کند. اندازه گیری های انجام شده به ترتیب نسبت یکسوسازی جریان یونی بی سابقه بالای ۱۰۰ را با نسبت های گزینش پذیری فوق العاده بالای ۸۴ و ۸۰ برای یون های K+/Li و Na+/Li نشان میدهد. پژوهش فوق پیشرفت قابل توجهی را در توسعه کانال های انتخابی برای یون های تک ظرفیتی به وجود آورده و اثرات بالقوه ای در فناوری های سنجش، ذخیره سازی انرژی و جداسازی خوهد داشت.
نتایج این پژوهش در نشریه Advanced Materials با ضریب تاثیر ۳۰٫۸۴۹ به چاپ رسیده است.
منبع: دانلود فایل
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب