تبلیغات
تبلیغات متنی
پرچم تشریفات با کیفیت بالا و قیمت ارزان
پرواز از نگاه دکتر ماکان آریا پارسا
دکتر علی پرند فوق تخصص جراحی پلاستیک
محبوبترینها
سررسید تبلیغاتی 1404 چگونه می‌تواند برندینگ کسب‌وکارتان را تقویت کند؟
چگونه با ثبت آگهی رایگان در سایت های نیازمندیها، کسب و کارتان را به دیگران معرفی کنید؟
بهترین لوله برای لوله کشی آب ساختمان
دانلود آهنگ های برتر ایرانی و خارجی 2024
ماندگاری بیشتر محصولات باغ شما با این روش ساده!
بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟
بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟
قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران
نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]
9 روش جرم گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد
ساندویچ پانل: بهترین گزینه برای ساخت و ساز سریع
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1848295861
-افزایش عملکرد پیل سوختی به روش دوستدار محیط‌زیست
واضح آرشیو وب فارسی:جام جم آنلاین:
افزایش عملکرد پیل سوختی به روش دوستدار محیط‌زیست پیشرفت سریع فناوری در دنیای امروز، انسان را به استفاده بیش از حد از منابع انرژی ناگزیر کرده است که این روند موجب آلودگی بیش از اندازه محیط‌زیست بویژه در چند دهه اخیر شده است. این در حالی است که با مشکل کاهش شدید منابع فسیلی نیز مواجه هستیم.
نیاز بشر به توسعه فناوری، کشف و توسعه منابع جدید انرژی را اجتناب ناپذیر می سازد. یکی از این منابع جدید انرژی، پیل های سوختی است که ساخت و بهبود آن در سال های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پیل ها یا همان باتری ها، از احتراق سوخت مناسب نظیر هیدروژن یا نوعی الکل مانند متانول علاوه بر تولید الکتریسیته، آب تولید می شود که این منبع انرژی نسبت به سوخت های فسیلی آلودگی بسیار کمتری در محیط زیست ایجاد می کند. پیل های سوختی کاربردهای متنوعی دارد و دامنه کاربرد آنها طیف وسیعی از کاربرد در لوازم خانگی تا اتوبوس ها و خودرو ها را در بر می گیرد. پیل های سوختی متانولی نسبت به پیل های هیدروژنی از مزیت هایی ازجمله دانسیته انرژی بالاتر متانول نسبت به هیدروژن برخوردار است. در این پیل ها از اکسایش الکتروشیمیایی متانول انرژی الکتریکی به دست می آید. دانسیته انرژی بالاتر متانول باعث می شود در پیل های سوختی متانولی برای مدت زمان بیشتری انرژی الکتریکی تولید شود. در پیل های سوختی متانولی، هرچه متانول راحت تر اکسید شود، کارایی پیل افزایش می یابد، اما مشکلاتی مانند روند کند اکسایش متانول و آلودگی سطح الکترودهای معمولی باعث شده است ساخت و به کارگیری کاتالیست های جدید برای جبران این محدودیت اهمیت بالایی پیدا کند. با توجه به اهمیت این موضوع طرح پژوهشی به منظور تولید کاتالیست هایی برای افزایش عملکرد پیل های سوختی با هدف کاهش هزینه های تولید و سازگاری با محیط زیست و کاهش پیامدهای زیست محیطی از سوی محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا مورد توجه قرار گرفته است. افزایش سرعت تولید انرژی علیرضا نظامزاده اژیه، دانشیار دانشکده شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا و مجری این طرح تحقیقاتی در گفت و گو با جام جم می گوید: بخشی از فعالیت های پژوهشی بر ساخت الکترودهای ارزان قیمت خمیر کربن و اصلاح آنها توسط حد واسط های مناسب متمرکز شده است تا کاتالیست های مناسبی برای استفاده در پیل های سوختی متانولی ساخته شود. کاتالیزور (کاتالیست) ماده شیمیایی است که می تواند سرعت یک واکنش شیمیایی را به طور چشمگیری افزایش دهد یا واکنش را از مسیری پیش ببرد که نیاز به انرژی اولیه برای شروع واکنش به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کند. به همین دلیل در این پژوهش از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت تعویض یون شده با کاتیون نیکل(II) به عنوان الکتروکاتالیست در اکسایش متانول استفاده شده است تا بتواند علاوه بر افزایش چشمگیر جریان الکتریکی حاصل، اضافه ولتاژ لازم برای اکسایش متانول را شدیدا کاهش دهد. به گفته عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی، کاهش پتانسیل لازم برای واکنش متانول در سطح الکترود و نیز ایجاد جریان بیشتر به معنای کارایی بهتر پیل های سوختی است؛ که از نقطه نظر اقتصادی حائز اهمیت فراوانی است. کاتالیست ساخته شده در این طرح، اضافه ولتاژ لازم برای اکسایش متانول را نسبت به الکترودهای متداول پلاتینی حدود 500 میلی ولت کاهش داده و افزایش چشمگیری در جریان حاصل ایجاد کرده است. به عبارتی اکسایش متانول در حضور این کاتالیست به مراتب آسان تر انجام شده است. برای ساخت نانوذرات زئولیت کلینوپتیلولیت، کلوخه های این زئولیت که از معادن سمنان تهیه شده اند در آسیاب گلوله ای در اثر برخورد شدید گلوله های فولادی خرد و به نانوذرات تبدیل می شوند. ناخالصی های مغناطیسی براحتی توسط آهن ربا جدا می شود. پودر حاصل در محلول حاوی نیکل قرار می گیرد و به راحتی کاتیون های نیکل وارد زئولیت شده و کاتیون های سدیم و کلسیم از زئولیت خارج می شود. با این عمل ساده جانشینی زئولیت کلینوپتیلولیت حاوی نیکل تهیه می شود که به عنوان کاتالیست در اکسایش متانول استفاده شده است. برای قابلیت کاربرد کاتالیست حاصل در یک باتری که حاوی متانول است باید این کاتالیست طی یک مرحله ساده با پودر گرافیت (کربن یا دوده) و چند قطره از یک روغن مناسب آلی به صورت خمیر مناسب درآید. انرژی الکتریکی با بازده بالاتر پیلهای سوختی فناوری جدیدی برای تولید انرژی است که بدون ایجاد آلودگی های زیست محیطی و صوتی، از ترکیب مستقیم بین سوخت ـ که معمولا هیدروژن و متانول است ـ و اکسیدکننده، انرژی الکتریکی با بازدهی بالا تولید میکنند. دکتر نظامزاده اژیه با تاکید بر این موضوع می گوید: در پیل سوختی انرژی شیمیایی به گونه ای به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که اجزای داخل پیل اعم از آند، کاتد و الکترولیت مصرف نمی شوند. در این تبدیل از عمل عکس تجزیه آب استفاده می شود، به عبارت دیگر از واکنش بین هیدروژن و اکسیژن، آب، حرارت و الکتریسیته تولید می شود. به عبارت دیگر پیل سوختی شبیه یک باتری بوده ولی برخلاف باتری نیاز به انبارش (شارژ) ندارد. تا زمانی که سوخت و هوای مورد نیاز پیل تامین شود، سیستم کار خواهد کرد. وی درباره مزایای پیل های سوختی این طور توضیح می دهد: پیل سوختی آلودگی ناشی از سوزاندان سوخت های فسیلی را حذف کرده و تنها محصول جانبی آن آب است. البته مزیت پیل های سوختی فقط به کاهش آلودگی های زیست محیطی محدود نمی شود. این فناوری از مزیت های دیگری هم برخوردار است. اگر در این پیل ها هیدروژن مصرفی حاصل از الکترولیز آب باشد، نشر گازهای گلخانه ای به صفر می رسد. علاوه بر این به دلیل وابسته نبودن به سوخت های فسیلی متداول نظیر بنزین و نفت، وابستگی اقتصادی کشورهای ناپایدار اقتصادی را حذف می کند. پیل های سوختی نسبت به سوخت های فسیلی متداول نظیر نفت و بنزین بازده بالاتری دارد. هیدروژن در هر مکانی از آب و برق تولید می شود، بنابراین پتانسیل تولید سوخت، غیرمتمرکز خواهد شد. اکثر پیل های سوختی در مقایسه با موتورهای متداول بسیار بی صدا هستند. به گفته عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات شیمی رازی، انتقال گرما از پیل های دما پایین بسیار کم است. برخورداری از این ویژگی آنها را برای کاربردهای نظامی مناسب می سازد. زمان عملکرد آنها از باتری های متداول بسیار طولانی تر است. فقط با دو برابر کردن سوخت مصرفی می توان زمان عملکرد را به دو برابر افزایش داد و نیازی به دو برابر کردن خود پیل نیست. علاوه بر این سوختگیری مجدد پیل های سوختی براحتی امکانپذیر است. به علت نبود اجزای متحرک نگهداری از آنها بسیار ساده است. بنابراین می توان گفت نصب و بهره برداری از پیل های سوختی بسیار ساده و مقرون به صرفه خواهد بود. پیل های سوختی مدولار هستند یعنی براحتی توان تولیدی از آنها قابل افزایش است. این مولدها قابلیت تولید همزمان برق و حرارت را دارند. در پیل های سوختی امکان استفاده از سوخت های تجدیدپذیر و سوخت های فسیلی پاک وجود دارد. امکان اتصال پیل های سوختی به میکروتوربین ها از دیگر مزیت های آنها به شمار می آید. فرآیند تولید پیل های سوختی تسریع می شود به طور کلی زئولیت ها (بویژه انواع طبیعی آنها)، ترکیبات دوستدار محیط زیست هستند که به دلیل وجود آلومینیوم و سیلیسیم در ساختار خود، دارای پایداری شیمیایی، مکانیکی و حرارتی بسیار بالایی هستند. دکتر نظامزاده اژیه ضمن تاکید این مطلب می افزاید: خوشبختانه، منابع غنی زئولیتی طبیعی بخصوص زئولیت کلینوپتیلولیت در نقاط مختلف کشور مثل سمنان، میانه، طبس و کرمان وجود دارد که این امر هزینه ساخت این کاتالیست را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. از طرفی استفاده از زئولیت طبیعی سرعت فرآیند را نیز افزایش می دهد. حذف مراحل ساخت زئولیت (نسبت به ساخت زئولیت مصنوعی یا دیگر کاتالیست های مصنوعی) دلیل افزایش سرعت تهیه کاتالیست مورد نظر و کاهش هزینه های آن است که حذف مراحل ساخت در این روش آلودگی زیست محیطی کمتری را نیز به همراه دارد. علاوه بر این، روش مکانیکی به کار رفته در تهیه نانوذرات نیز آلودگی به محیط زیست وارد نمی کند. بنابراین انتظار می رود با ادامه فعالیت بر تولید صنعتی و تجاری سازی این کاتالیست درآمد زیادی عاید کشور شود. نتایج این کار تحقیقاتی که با همکاری دکتر علیرضا نظامزاده اژیه ـ عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا و مهندس محمدحسین شیخ محسنی ـ کارشناس ارشد شیمی کاربردی این دانشگاه انجام شده، در مجله ELECTROCHIMICA ACTA به چاپ رسیده است. فرانک فراهانی جم / گروه دانش
پنج شنبه 3 اردیبهشت 1394 ساعت 05:30
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: جام جم آنلاین]
[مشاهده در: www.jamejamonline.ir]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 113]
-
گوناگون
پربازدیدترینها