Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 198469
تاریخ انتشار : 6 دی 1395 16:7
تعداد مشاهدات : 193

کاهش قیمت پیل های سوختی با نوآوری محققان کشور

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با ایجاد یک ساختار نانوکامپوزیتی، غشایی را تولید کردند.

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با ایجاد یک ساختار نانوکامپوزیتی، غشایی را تولید کردند که می توان از آن به عنوان یک غشای رسانای الکتریکی در تولید پیل های سوختی استفاده کرد ضمن آنکه موجب کاهش قیمت تمام شده این پیل ها در مقیاس صنعتی خواهد شد.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی دستاوردهای انقلاب اسلامی به نقل از خبرگزاری ایسنا؛ میزان مصرف جهانی انرژی الکتریکی در قرن اخیر به شدت افزایش یافته و پیش بینی می شود که این افزایش در سال های آینده با سرعت بسیار بیشتری ادامه یابد.

از سوی دیگر تأمین انرژی الکتریکی مستلزم استفاده از منابع انرژی فسیلی و تبدیل ماهیت آنها در نیروگاه های عظیم حرارتی است. اما این منابع محدود در 150 سال آینده به اتمام خواهند رسید. به علاوه، فرآوری سوخت های فسیلی به دلیل تولید گازهای گلخانه ای، تهدیدی جدی برای محیط زیست و سلامتی انسان به شمار می رود.

اخیراً، استفاده از پیل های سوختی متانول مستقیم (DMFC)، به دلایلی از جمله بازده تبدیل انرژی بالا و عدم ایجاد آلودگی های محیطی و صوتی، به عنوان روشی کارآمد برای تولید انرژی الکتریکی پیشنهاد شده است.

دکتر علیرضا شریف عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و از محققان طرح از اجرای تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و گفت: غشای تبادل پروتون مهمترین بخش یک پیل سوختی است و در حال حاضر غشای تجاری نافیون به عنوان رایج ترین غشای تبادل پروتون در پیل های سوختی مورد استفاده قرار می گیرد.

وی گران بودن نافیون و شدت بالای تراوش متانول از آن را مهمترین موانع تجاری شدن فناوری DMFC دانست و اضافه کرد: لذا در این تحقیق از یک پلیمر طبیعی و ارزان قیمت به عنوان فاز زمینه و از اکسید گرافن جهت بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی آن جهت سنتز یک غشای دارای رسانایی الکتریکی استفاده شد.

دکتر شریف با ابراز امیدواری کرد که با به کارگیری نتایج این تحقیق، علاوه بر حفظ و یا حتی ارتقای کیفیت تبادل پروتون در سامانه های پیل سوختی فعلی، قیمت نهایی آنها کاهش یافته و توسعه ی تجاری و صنعتی فناوری DMFC تسهیل شود.

این محقق با بیان اینکه در این تحقیقات از نانو ذرات استفاده شده، خاطر نشان کرد: اهمیت استفاده از نانوذرات در این تحقیق از دو جنبه قابل بررسی است. به لحاظ تأثیرات معمول و عمومی، نانوذرات گرافن اکسید موجب افزایش پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی غشاهای کیتوسانی شدند. از جنبه اثرگذاری بر ویژگی های خاص غشاهای تبادل پروتون نیز، نانوذرات اصلاح شده با ایجاد مجراهای پیوسته ناشی از برهمکنش های اسیدی- بازی بین گروه های سولفونیک اسید و آمید، توسعه مکان های با مقاومت اندک در برابر پرش پروتون را تسهیل کرده است.

به گفته وی از این طریق ظرفیت تبادل یونی، هدایت پروتونی و گزینش پذیری غشای کیتوسانی را بهبود یافت.

این عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس با اشاره به جزئیات این طرح توضیح داد: در این طرح، ایده استفاده همزمان از نانوذرات گرافن اکسید سولفونه شده و کیتوسان سولفاته در بستر کیتوسان اولیه، به منظور بهبود هدایت پروتونی غشای کیتوسانی اولیه مطرح شده است. بنابراین، ابتدا نانو ذرات گرافن اکسید از پودر گرافیت تهیه شده و سپس سولفونه شده اند. همچنین کیتوسان نیز سولفاته شده است.

وی ادامه داد: در مرحله بعد، غشاهای نانوکامپوزیتی، از طریق پخش کردن درصدهای مختلف گرافن اکسید سولفونه شده در بستر مخلوط کیتوسان اولیه و کیتوسان سولفاته سنتز شده اند. به منظور ارزیابی و بررسی خواص مختلف این غشای نانوکامپوزیتی از آزمون های XRD، AFM و FT-IR و همچنین روش های TGA، الکتروشیمیایی و IEC استفاده شده است.

دکتر شریف به بیان نتایج به دست آمده از این تحقیقات پرداخت و گفت: نتایج به دست آمده نشان داد که استفاده از نانوذرات اصلاح شده به افزایش حدود 7 برابری در گزینش پذیری غشاهای نانوکامپوزیتی نسبت به غشاهای اولیه منجر شده است. همچنین غشای نانوکامپوزیتی از هدایت پروتونی پنج برابری در مقایسه با غشای معمولی برخوردار است.

این تحقیقات حاصل تلاش های علیرضا شریف و مهدی عبدالهی از اعضای هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و مهندس عباس شیردست دانش آموخته دوره کارشناسی ارشد این دانشگاه و نتایج آن در مجله Journal of Power Sources به چاپ رسیده است.




نظر شما



نمایش غیر عمومی
تصویر امنیتی :