پژوهشگران دانشگاه زنجان موفق به ارائه روشی نوآورانه در حوزه ذخیره‌سازی و تبدیل انرژی شدند که می‌تواند تحولی چشمگیر در صنایع مرتبط با انرژی، کاهش هزینه‌ها و حفاظت از محیط زیست ایجاد کند. این دستاورد علمی با بهره‌گیری از نانوکامپوزیت‌های مبتنی بر نانوصفحات دوبعدی Ti₃C₂-MXene حاصل شده و در قالب رساله دکتری سیده فاطمه حسینی، دانش‌آموخته دکتری شیمی کاربردی این دانشگاه، با راهنمایی دکتر میرسعید سید دراجی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به انجام رسیده است.
ضرورت توسعه فناوری‌های نوین انرژی در عصر بحران زیست‌محیطی
حسینی در توضیح اهمیت این پژوهش گفت: «در دهه‌های اخیر، وابستگی شدید به سوخت‌های فسیلی و رشد سریع جمعیت، موجب کاهش منابع انرژی تجدیدناپذیر و افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی شده است. در چنین شرایطی، توسعه منابع انرژی پاک، تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست، ضرورتی اجتناب‌ناپذیر برای آینده پایدار بشر است.»
وی افزود: «فناوری‌های نوین مانند شکافت آب برای تولید هیدروژن، کاهش دی‌اکسید کربن و استفاده از ابرخازن‌ها، از جمله راهکارهای مؤثر برای مقابله با بحران انرژی و آلودگی هستند. با این حال، چالش‌هایی نظیر دستیابی همزمان به چگالی انرژی بالا و قدرت مناسب، هزینه‌های بالا و محدودیت در شارژ مجدد دستگاه‌های ذخیره‌سازی، همچنان پابرجاست.»
نقش نانوکامپوزیت‌های مکسین در ارتقای عملکرد سیستم‌های انرژی
این پژوهشگر با اشاره به مشکلات رایج در استفاده از فوتوکاتالیست‌ها، از جمله بازترکیبی الکترون‌ها و حفره‌ها و وابستگی به فلزات گران‌بها، اظهار کرد: «توسعه مواد جدید با هدایت الکتریکی بالا، حساسیت به نور مرئی و هزینه پایین سنتز، کلید دستیابی به پیشرفت‌های پایدار در حوزه انرژی تجدیدپذیر است.»
بر اساس یافته‌های این پروژه، نانوکامپوزیت‌های مبتنی بر مکسین می‌توانند در تخریب آلاینده‌های آلی و دارویی، شکافت فوتوکاتالیستی آب برای تولید هیدروژن و افزایش ظرفیت ذخیره انرژی نقش مؤثری ایفا کنند. این مواد دوبعدی با ساختار منحصر‌به‌فرد، جایگزینی مناسب برای گرافن‌اکسید در ابرخازن‌ها هستند و با هزینه کمتر و روش‌های سنتز ساده‌تر، قابلیت استفاده گسترده در صنایع را دارند.
چشم‌انداز صنعتی و اقتصادی استفاده از مکسین
به نقل از بنیاد ملی علم ایران، استفاده از مکسین در سیستم‌های ذخیره انرژی، به‌ویژه ابرخازن‌ها، می‌تواند منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری در صنایع مرتبط شود. این مواد با ویژگی‌هایی چون دسترسی آسان، پایداری بالا و قابلیت سنتز مقرون‌به‌صرفه، گزینه‌ای جذاب برای توسعه فناوری‌های نوین انرژی در کشور به شمار می‌آیند.
دستاورد پژوهشگران دانشگاه زنجان، گامی مهم در مسیر تحول فناوری‌های انرژی و حرکت به سوی آینده‌ای پایدار و کم‌هزینه است. استمرار حمایت از چنین پروژه‌هایی می‌تواند نقش مؤثری در ارتقای جایگاه علمی کشور و توسعه صنعتی مبتنی بر دانش ایفا کند.
