واضح آرشیو وب فارسی:ايران دیپلماسی: دانش - سدي در برابر الكل
دانش - سدي در برابر الكل
مهندسان دانشگاه MIT با استفاده از تكنولوژي جديدي توانستند توان خروجي نوعي از پيلهاي سوختي را تا بيش از 50 درصد افزايش دهند. در واقع با كمك اين تكنولوژي جديد ميتوان اميدوار بود كه اين وسيلههاي ذخيره انرژي دوستدار طبيعت، بازارهاي گستردهتري به ويژه در زمينه تجهيزات الكترونيكي قابل حمل بيابند. يكي از ويژگيهاي ماده جديد مورد استفاده در كار اخير مهندسان MIT كه چنين بهبودي را در عملكرد پيل سوختي به وجود آورده، اين است كه علاوه بر ديگر برتريهايش نسبت به مشابههاي صنعتي رايج در پيلهاي سوختي، به طور چشمگيري ارزانتر است. پاولا هاموند (P.Hammond)، استاد مهندسي شيمي و رهبر اين گروه تحقيقاتي در دانشگاه MIT در اين باره ميگويد: «هدف ما اين است كه چنين موادي با عملكرد بهتر، قابليت تنظيم بسيار بالا و هزينه پايين را جانشين مواد رايجي در پيلهاي سوختي كنيم كه به عنوان غشاء مورد استفاده قرار ميگيرند.» هاموند در ادامه خاطرنشان كرد كه اين ماده جديد اين پتانسيل را نيز دارد كه از آن در ديگر سيستمهاي الكترومغناطيسي مثل باتريها هم استفاده شود. نتايج كار اخير اين گروه از محققان MIT در شماره جديد ژورنال Advanced Materials منتشر شد.
پيل سوختي درست مثل يك باتري سه بخش اصلي دارد؛ دو الكترود، مثبت (آند) و منفي (كاتد) كه توسط يك الكتروليت از يكديگر جدا ميشوند. واكنشهاي شيميايي به وجود آمده در اين دو الكترود، جرياني الكتريكي را توليد ميكند كه ميتواند در دستگاه متصل به باتري يا پيل سوختي جاري شود. اما تفاوت اصلي ميان اين دو چيست؟ پيلهاي سوختي انرژيشان را از منبع سوخت هيدروژن خارجي به دست ميآورند، در حالي كه انرژي مورد نياز باتريهاي رايج، از يك منبع محدود تامين ميشود كه درون خود باتري قرار دارد. گروه محققان MIT در جريان تحقيقات اخيرشان بر نوع خاصي از پيلهاي سوختي موسوم به پيلهاي سوختي متانول مستقيم تمركز كردند كه در آنها متانول به صورت مستقيم به عنوان سوخت مورد استفاده قرار ميگيرد و تبديل آن به هيدروژن، لازم نيست. اين نوع پيل سوختي بسيار مورد توجه محققان است، چون تنها پسماند آن آب و دي اكسيد كربن است كه مقدار دومي نيز بسيار ناچيز خواهد بود. همچنين با توجه به اينكه متانول مايع است، ذخيره و جابهجايي آن در مقايسه با هيدروژن بسيار سادهتر است و از همه مهمتر امنتر نيز خواهد بود (متانول منفجر نميشود). علاوه بر تمام اينها، متانول چگالي انرژي بسيار بالايي دارد. به بيان ديگر مقدار اندكي متانول انرژي زيادي آزاد ميكند كه اين ويژگي براي دستگاههاي قابل حمل، بسيار مناسب خواهد بود. اما به هر حال پيلهاي سوختي متانول مستقيم فعلي موجود در بازار محدوديتهايي هم دارند. براي مثال مواد رايجي كه در حال حاضر به عنوان الكتروليت قرار گرفته ميان الكترودها به كار ميرود بسيار گراناند. حتي از اين هم مهمتر، اين ماده موسوم به نافيون (Nafion)، نسبت به متانول بسيار نفوذپذير است كه باعث ميشود مقداري از سوخت (متانول) به مركز پيل سوختي تراوش كند. اين مسئله علاوه بر ضررهاي ديگر، سوخت را هدر ميدهد و بازده پيل را پايين ميآورد چرا كه سوخت لازم براي انجام واكنشهاي توليدكننده جريان الكتريسيته، فراهم نخواهد بود.
محققان MIT با استفاده از تكنيك نسبتا جديدي موسوم به مونتاژ لايه به لايه، موفق شدند جانشيني براي نافيون به وجود آورند. به گفته هاموند «با توجه به اينكه ماده جديد را لايه به لايه ساختيم، توانستيم ساختار اين فيلم نازك را هر بار به اندازه چند نانومتر تنظيم كنيم و به اين ترتيب برخي از مشكلات موجود در ديگر روشهاي توليد را دور بزنيم.» نتيجه كار فيلم نازكي بود كه نفوذپذيري آن در برابر متانول به اندازه دو مرتبه تواني، كمتر است و در عين حال ميزان رسانايي پروتون در آن حتي بهتر از نافيون خواهد بود. مهندسان MIT براي آزمايش اختراعشان، غشايي نافيوني را با لايهاي از اين فيلم جديد پوشش دادند و اين مجموعه را درون يك پيل سوختي متانول مستقيم گذاشتند. نتيجه آزمايش بهبود قابل توجهي در توان خروجي پيل نشان داد كه به بيش از 50 درصد رسيد. اين گروه در حال حاضر مشغول برسي اين مسئله است كه آيا ميتوان اين فيلم جديد را به كلي جانشين نافيون كرد يا نه.
Science Daily, May 19, 2008
دوشنبه 6 خرداد 1387
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: ايران دیپلماسی]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 261]