یکشنبه 17 آذر 1398 - 11 ربيع الثاني 1441 - 8 دسامبر 2019
صفحه اصلي/اخبار فناوري

تولید پیشرفته ترین پیل‌های سوختی جهان در ایران

با روش سه بعدي؛

توليد پيشرفته ترين پيل‌هاي سوختي جهان در ايران

محققان ايراني، طراحي و توسعه مدل سه بعدي پيل سوختي اسيد جامد که يکي از جديدترين نسل پيل هاي سوختي جهان است را با موفقيت به انجام رساندند.

به گزارش خبرگزاري مهر به نقل از دانشگاه اميرکبير، پيل هاي سوختي اسيد جامد، نسل جديدي از پيل هاي سوختي هستند که در آنها از اسيدهاي جامد به عنوان الکتروليت استفاده مي شود و در حال حاضر از ميان ترکيبات اسيد جامد، ترکيب( CsH۲PO۴ سزيم - دي هيدروژن - فسفات)، پرکاربردترين و مناسب ترين ترکيب براي استفاده در پيل هاي سوختي به شمار مي آيد.

الکتروليت هاي حالت جامد به دليل تسهيل در امر انتقال پروتون بدون آب، آينده درخشاني براي کاربرد در پيل هاي سوختي دارند و بازده بالا، عدم خوردگي در پيل، امکان ساخت پيل در ابعاد مختلف و هزينه ساخت کم از جمله مزاياي اينگونه پيل ها است.

محمدرضا اوصافي، محقق اين طرح با بيان اينکه اکنون حدود ۸ تا ۹ نوع پيل سوختي وجود دارد که تفاوتشان در نوع الکتروليت آنهاست، افزود: پيل سوختي به طور کلي از سه بخش الکترود کاتد، الکترود آند و الکتروليت تشکيل مي شود و تفاوت اين پيل سوختي اسيد جامد با ديگر انواع آن در الکتروليت است زيرا ما براساس نوع نيازمان، نوع الکتروليت پيل را انتخاب مي کنيم تا توان هاي الکتريکي مختلفي از آن گرفته شود.

وي خاطرنشان کرد: در اين پيل هاي جديد، الکتروليت از نوع اسيد جامد است که ما از اسيد جامد «سزيم - دي هيدروژن - فسفات» استفاده کرديم که اين ترکيب به تنهايي و به صورت خالص، شکننده و ضعيف است و حتي در آب حل مي شود بنابراين از کامپوزيت هاي آن استفاده کرديم و يک ماده سخت تر را به عنوان پايه قرار داديم.

اوصافي در تشريح مزاياي پيل هاي سوختي اسيد جامد توضيح داد: مقاومت مناسب الکتروليت در برابر ناخالصي هايي مانند مونوکسيد کربن CO در سوخت از جمله ويژگي هاي قابل توجه اين پيل هاست که همين مقاومت مناسب در برابر مسموميت ناشي از ناخالصي هاي سوخت، نياز به تصفيه سوخت هاي ريفورم شده را برطرف مي کند.

وي عدم خوردگي و عمر طولاني را از ديگر مزاياي اين نوع پيل ها ذکر کرد و گفت: پيل هاي اسيد جامد، بدون رطوبت کار مي کنند و همين باعث مي شود به مرور زمان، دچار خوردگي نشوند درصورتيکه بقيه پيل ها چون محتوي آب هستند به تدريج دچار خوردگي مي شوند بنابراين پيل هاي اسيد جامد، عمر طولاني تري دارند.

اوصافي ادامه داد: در حال حاضر پايداري پيل هاي سوختي اسيد جامد با الکتروليت CsH۲PO۴، در زمان هاي بيشتر از دو هزار ساعت در سوخت هاي مختلف ثابت شده است و البته اين طول عمر به نوع کامپوزيت و دمايي که پيل در آن کار مي کند بستگي دارد.

وي حذف کاتاليست هاي فلزات گران قيمت را از ديگر مزاياي پيل هاي سوختي اسيد جامد برشمرد و گفت: در ساختار کاتاليست پيل هاي سوختي رايج، اغلب از فلزات گران قيمتي مانند پلاتين يا نيکل استفاده مي شود اما از آنجا که پيل هاي سوختي جديد در دماهاي ميانه ( حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتيگراد) کار مي کند مي توان از کاتاليست هاي ارزان قيمت تري براي ساخت آن استفاده کرد.

اوصافي، انعطاف پذيري در انتخاب سوخت را به عنوان ديگر مزيت مهم پيل هاي سوختي اسيد جامد معرفي کرد و گفت: در اين پيل ها مي توان از سوختهاي مختلفي مانند هيدروژن، سوختهاي ديزلي، اتانول و متانول استفاده کرد و همين ويژگي باعث کاربرد گسترده آنها شده و در کشوري مانند آمريکا از اين نوع پيل ها در صنايع نظامي، استقبال خوبي شده است.

وي به جديد بودن موضوع تحقيق در کشور اشاره کرد و گفت: تا کنون روي شبيه سازي اين نوع پيل ها در کشور کار نشده بود و همين کار ما را مقداري سخت کرده بود از همين رو شبيه سازي پيل حدود يکسال به طول انجاميد.

وي تصريح کرد: شبيه سازي، روشي است که از هزينه هاي اضافي جلوگيري مي کند، چون کار در آزمايشگاه دشوار و پر هزينه است و از طرف ديگر، تمام امکانات هميشه فراهم نيست و ممکن است فرآيند آزمايش، ماهها طول بکشد و در نهايت، شايد نتيجه اي هم از آن به دست نيايد.

اوصافي افزود: اما شبيه سازي به ما کمک مي کند قبل از ساخت پيل، پيش بيني کنيم که چه توان الکتريکي را مي توان از اين پيل گرف يا اينکه چه شدت جرياني را مي تواند براي ما توليد کند.

وي خاطرنشان کرد: در اين طرح تحقيقاتي، مدل سه بعدي و نمودارهاي مختلف طراحي شد که مهم ترين آن نمودار پولاريزاسيون ( شدت جريان و توان الکتريکي توليدي) است و مقايسه منحني ها با شرايط تجربي، مطابقت مناسبي داشته است و مزيت مدل حاصل، توانايي آن در پيشگويي رفتار پيل سوختي اسيد جامد، تحت شرايط عملکردي مختلف است.

به گفته وي با فعاليت هاي صورت گرفته، مي توان در گام بعد، وارد مرحله توليد آزمايشگاهي پيل هاي سوختي اسيد جامد شد.

دستيابي به دانش فني و همچنين توليد پيل هاي سوختي اسيد جامد، علاوه بر کاهش هزينه ها، عمر طولاني تر پيل و دسترسي آسان در شرايط مختلف، مزاياي زيست محيطي نيز به دنبال دارد زيرا اينگونه پيل ها با سوختهاي تجديدپذير کار مي کنند.

به عنوان مثال، يکي از ورودي هاي اين پيل ها هوا است که به عنوان اکسيد کننده عمل مي کند و يک سوخت وارد آن مي شود که مي تواند هيدروژن باشد که در اين شرايط ، خروجي آن انرژي برق و مقداري آب است که هيچ آلودگي زيست محيطي ندارد.

به گزارش مهر، اين کار تحقيقاتي با راهنمايي دکتر منصور کلباسي، استاد دانشگاه صنعتي اميرکبير انجام گرفته گرفته است.

تعداد بازديد:829 آخرين تغييرات:94/11/17
نظرات

نظر شما:
نام و نام خانوادگي
پست الكترونيك
نظر