كاربردهاي فناوري نانو در افزايش توان ذخيره سازي انواع انرژي

امروزه فناوري نانو در زمينه هاي مختلف توليد ، انتقال ، توزيع ، تبديل ، ذخيره سازي ، و مصرف برق و انرژي كاربردهاي فراواني يافته است . از مهمترين محدوديتها و چالشهاي موجود در زمينة توليد و مصرف انرژي در جهان ، ذخيره سازي آن است. ذخيره سازي انرژي نقش مهمي در تأمين مقدار انرژي لازم در هنگام نياز به آن ايفا مي نمايد و بخشي اساسي از مبحث انرژي پاك به ويژه در بخش حمل و نقل و توليد انرژيهاي تجديد پذير را تشكيل مي دهد و در صورتي كه پيشرفتهاي قابل ملاحظه اي در فناوريهاي موجود ذخيره سازي انرژي روي ندهد ، طي دهة آينده جهان با فشار باز هم بيشتري بر منابع سوخت فسيلي مواجه خواهد شد و پيامدهاي بحرانهاي انرژي و زيست محيطي در جهان هر چه وخيم تر خواهد گرديد. اكنون اميدواريهاي زيادي در زمينة فناوري نانو و پيشرفتهاي آن در زمينة كمك به ذخيره سازي انواع انرژي ايجاد شده است. كاربردهاي فناوري نانو در زمينة افزايش توان ذخيره سازي انواع انرژي را مي توان در سه گروه عمدة انرژي يعني انرژيهاي الكتريكي ، شيميايي و گرمايي مورد بررسي قرار داد. در زمينة انرژيهاي الكتريكي ، كاربرد فناوريهاي نانو توانسته است كارآيي باطريها و ابرخازنها را تا حد قابل ملاحظه اي بالا برده و ظرفيت و ايمني باطريهاي ليتيم – يوني را با استفاده از موادي مانند سراميكهاي جديد ، ورقه هاي جداكنندة سراميكي انعطاف پذير و مقاوم به حرارت ، و الكترودهاي نانوساختار با كارآيي بالا به طور مؤثري افزايش دهد. همچنين باطريهاي كاغذي كه با استفاده از سلولز كاغذي و فناوري نانو ساخته مي شوند ، بر مبناي واكنش بين الكتروليت و نانولوله هاي كربني عمل نموده و با ويژگيهاي خاص خود قادر به عملكرد به عنوان باطريهاي توان بالا و ابرخازنها بوده و در عين حال غيرسمي و سازگار با محيط زيست مي باشند. با بهره‌گيري از فناوري نانو و ساخت نانو مواد براي الكترودها (كربن-آئروژلها ، نانولوله هاي كربني ، گرافن ، اكسيدهاي فلزي و الكتروليتها براي دانسيته هاي بالاتر انرژي ) مي توان خواص مهم انواع ابرخازن‌ها از جمله توان، انرژي و عمر مفيد آن‌ها را افزايش داد و آنها را در زمينه‌ هاي پزشكي، اطلاعات و انرژي به كار گرفت. در زمينة انرژيهاي شيميايي ، كه توليد و ذخيره سازي مهمترين چالشهاي بازدارندة گسترش استفاده از هيدروژن در سطح جهان است ، توليد كاتاليستي هيدروژن از آب و ذخيره سازي هيدروژن با استفاده از نانو مواد جديد مي تواند اساس يك زيرساخت پايدار توزيع را فراهم سازد و به طور كارآمدي به خودروها و سيستمهاي محلي توليد همزمان برق و حرارت امكان دهد كه انرژي خورشيدي ذخيره شده را به صورت سوخت پاك و كارآمد هيدروژن مصرف نمايند . همچنين در زمينة تبديل يا تصفيۀ سوخت نيز مي توان از نانوكاتاليستها براي توليد سوخت بهينه (تصفيۀ نفت ، گوگردزدايي ، تبديل ذغال سنگ به سوخت مايع) استفاده نمود. در زمينة انرژي گرمايي نيز مي توان با استفاده از نانو مواد مختلف در بخشهايي مانند برق و الكترونيك ، اطلاعات و كامپيوتر ، موتور اتوموبيل و افزايش بازدهي كلكتورهاي خورشيدي ، توان ذخيره سازي را افزايش داد. در اين مقاله كاربردهاي فناوري نانو در زمينة افزايش توان ذخيره سازي انواع انرژي ، در سه گروه عمدة انرژيهاي الكتريكي ، شيميايي و گرمايي مورد بررسي قرار مي گيرد.