شرکت آمریکایی مولیر (Moleaer) موفق به توسعه روشی نوآورانه برای استفاده از نانوحباب‌ها در تولید فیلم‌های نازک مورد استفاده در باتری‌های لیتیوم-یونی، سلول‌های سوختی پلیمری و الکترولایزرها شده است. این فناوری با بهبود یکنواختی، تخلخل و ساختار فیلم‌ها، عملکرد و دوام تجهیزات انرژی را به‌طور چشمگیری ارتقا می‌دهد و در عین حال با خطوط تولید فعلی کاملاً سازگار است.
نانوحباب‌ها؛ ساختارهای نامرئی با تأثیرات بزرگ
در فرآیند جدید مولیر، میلیاردها نانوحباب در حین تولید فیلم‌های نازک به پوشش‌های مایع تزریق می‌شوند. این حباب‌های فوق‌ریز باعث تثبیت جوهرهای صنعتی، بهبود پراکندگی ذرات و تنظیم دقیق اندازه منافذ می‌شوند. نتیجه این فرآیند، تولید فیلم‌هایی با ساختار یکنواخت‌تر، تخلخل بهینه و عملکرد بالاتر در مقیاس نانو است.
به گفته نیک دینر، مدیرعامل شرکت مولیر، فیلم‌های نازک یکی از اجزای کلیدی در فناوری‌های انرژی پاک و تصفیه آب هستند، اما روش‌های سنتی تولید آن‌ها با محدودیت‌هایی همراه است. فناوری نانوحباب‌ها بدون نیاز به تغییر فرمولاسیون یا فرآیند تولید، این محدودیت‌ها را برطرف کرده و موجب افزایش قدرت، بازده و پایداری می‌شود.
افزایش چشمگیر عملکرد در تجهیزات انرژی
این فناوری در لایه‌های کاتالیستی سلول‌های سوختی پلیمری، که کاربرد گسترده‌ای در خودروهای برقی و تجهیزات قابل حمل دارند، توانسته تا ۲۰ درصد قدرت خروجی را از همان سطح فعال افزایش دهد. این به معنای کاهش ابعاد قطعات و صرفه‌جویی در هزینه تولید به ازای هر وات انرژی است.
در حوزه تولید هیدروژن سبز نیز، لایه‌های آند الکترولایزرهای پلیمری با استفاده از نانوحباب‌ها، افزایش ۱۷ درصدی چگالی جریان در ولتاژهای عملیاتی را نشان داده‌اند. همچنین، کاتدهای باتری‌های لیتیوم-یونی با ترکیب نیکل، منگنز و کبالت (NMC) بهبود قابل توجهی در حفظ ظرفیت و عملکرد در نرخ‌های بالا داشته‌اند.
افزون بر این، فناوری نانوحباب‌ها موجب افزایش ۶۶ درصدی نفوذپذیری غشاهای اولترافیلتراسیون شده است که می‌تواند مصرف انرژی در فرآیندهای تصفیه آب را به‌طور محسوسی کاهش دهد.
مسیر تجاری‌سازی و آینده فناوری نانوحباب‌ها
دکتر محمد عبدالرحمن، مهندس ارشد تحقیق و توسعه در مولیر، نانوحباب‌ها را به داربست‌های نامرئی تشبیه می‌کند که در طول فرآیند تولید، به سازمان‌دهی بهتر مواد کمک کرده و فیلم‌هایی با کیفیت بالاتر، نقص کمتر و بهره‌وری بیشتر ایجاد می‌کنند.
شرکت مولیر در حال همکاری با تولیدکنندگان غشا و تجهیزات انرژی برای تجاری‌سازی این فناوری است. سازگاری کامل این روش با تکنیک‌های پوشش‌دهی موجود، پذیرش آن را در خطوط تولید صنعتی تسهیل کرده و راه را برای توسعه گسترده‌تر انرژی‌های پاک، خودروهای الکتریکی و سیستم‌های تصفیه آب هموار می‌سازد.
این نوآوری می‌تواند نقطه عطفی در تحول فناوری‌های سبز و کاهش وابستگی به منابع انرژی پرمصرف و آلاینده باشد. نانوحباب‌ها اکنون به‌عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در ارتقای کیفیت و کارایی تجهیزات انرژی و محیط زیست شناخته می‌شوند.
