ساخت پيل‌هاي سوختي بهتر با فن‌آوري‌ نانو

واضح آرشیو وب فارسی:ايسنا: ساخت پيل‌هاي سوختي بهتر با فن‌آوري‌ نانو
خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: فناوري استراتژيك

محققان آزمايشگاه ملي شيمي هند موفق شدند با به‌كارگيري نانولوله‌هاي كربني تك‌جداره عامل‌دارشده با اسيد سولفونيك يك روش شيميايي را براي افزايش محتواي اسيد سولفونيك غشاءهاي نفيون توسعه داده و كارايي قابل توجه اين غشاءهاي تركيبي را به‌عنوان الكتروليت در كاربردهاي پيل‌هاي سوختي غشاي الكتروليت پليمري(PEMFC) نشان دهند.

به گزارش سرويس فن‌آوري ايسنا، دكتر ويجاياموهانان پيلاي، مجري طرح چنين توضيح مي‌دهد:« بهبود در رسانايي پروتون غشاي الكتروليت حتي با يك مرتبه بزرگي، مي‌تواند عملكرد پيل‌هاي سوختي را به‌طور رؤيايي تغيير دهد. در حال حاضر از غشاءهاي ساخته‌شده از نفيون(اسيد سولفونيك در شكل يك پليمر جامد) به‌عنوان غشاي الكتروليت پليمري(PEM) در پيل‌هاي سوختي ـ كه در دماهاي 80-60 درجه سانتي گراد كار مي‌كنند ـ به‌طور گسترده‌اي استفاده مي‌شود.

اگرچه اين غشاهاي پيشرفته رسانايي‌هاي خوبي براي پروتون، در محدوده 01/0 تا 1/0 زيمنس بر سانتي‌متر در محيط مرطوب دارند؛ ولي داراي محدوديت‌هاي زيادي نيز هستند كه عبارتند از وابستگي به آب براي رسانايي الكتريكي، نفوذپذيري بالا براي متانول و ميل به تجزيه‌ شدن در حضور راديكال‌هاي هيدروكسي، يك مداخل‌كننده در واكنش كاتدي و پايداري شيميايي و مكانيكي متوسط.

پيلاي مي‌گويد كه تلاش‌هاي مهمي از سوي محققان پيل سوختي، در جهت توسعة مواد تركيبي صورت گرفته كه مي‌تواند قابليت‌هاي نفيون را در نگهداري آب بالا ببرد، به گونه‌اي كه در دماهاي بالا، رسانايي پروتون را از دست ندهد.

او مي‌گويد:«ما در كار خود از نانولوله‌هاي كربني عامل‌دارشده با اسيد سولفونيك در ماتريس نفيون استفاده كرده‌ايم و توانسته‌ايم تعداد گروه‌هاي اسيد سولفونيك را ـ كه يك عامل كليدي در رسانايي آن است ـ در اين غشا افزايش دهيم.»

استفاده از نانولوله‌هاي كربني تك‌جداره مي‌تواند پايداري مكانيكي غشاهاي تركيبي را نسبت به غشاهاي نفيون افزايش دهد؛ بنابراين مي‌تواند قيمت‌ها را در فناوري PEMFC پايين آورد.

پيلاي توضيح مي‌دهد كه رسانايي بالاي پروتون در نفيون به ساز و كاري كه در آن سازمان‌دهي مجدد پيوندهاي هيدرژني يك نقش كليدي بازي مي‌كنند، مربوط مي‌شود.

به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، همين كه اسيد سولفونيك‌هاي اضافي در سطح نانولوله‌هاي تك‌جداره قرار مي‌گيرد، شرايط خوبي را براي جست‌وخيز آسان پروتون آماده مي‌كند كه اين عمل به نوبة خود باعث افزايش تحريك‌پذيري پروتون و بالا رفتن رسانايي مي‌شود. غشاهاي تركيبي نفيون - نانولوله‌هاي كربني تك‌جدارة عامل‌دارشده، تقريباً يك مرتبه بزرگي رسانايي بالاتري دارند، در عوض ما فهميده‌ايم كه غشاهاي تركيبي نفيون - نانولوله‌هاي كربني تك‌جدارة عامل‌دارنشده، هيچ بهبودي در رسانايي پروتون نشان نمي‌دهند.

نتايج اين تحقيق در مجلة Angewandte Chemie International Edition منشر شده‌است.

انتهاي پيام
سه شنبه 26 شهريور 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ايسنا]

[مشاهده در: www.isna.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 3440]