علیرضا زارع از محققان این طرح با اشاره به این که این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است، گفت: امروزه بحران آلودگی حاصل از سوخت های فسیلی و گران قیمت بودن انرژی هسته ای باعث شده که تولید انرژی با استفاده از پیل های سوختی به عنوان یکی از مهم ترین روش های تولید انرژی محسوب شود.
وی بیان کرد: پیلهای سوختی بدون ایجاد آلودگی های زیستی و صوتی، قادرند از ترکیب مستقیم بین سوخت و اکسیدکننده با بازدهی بالا انرژی الکتریکی را تولید کنند.
به گفته زارع، پیل های سوختی در زمینه تامین انرژی بخش هایی مانند حمل و نقل عمومی، نیروگاه ها و وسایل الکترونیکی قابل حمل از قبیل تلفن های همراه و رایانه های شخصی کاربرد دارند.
وی در خصوص مشکلات موجود در این تجهیزات و لزوم انجام این طرح افزود: یکی از مهم ترین انواع پیل های سوختی تجاری، پیل های سوختی غشای پلیمری است، در این دسته از پیل های سوختی، از غشاهای تجاری مختلفی از جمله نفیون به عنوان غشاهای مبادله کننده پروتون استفاده می شود. اما نفیون تجاری دارای معایبی همچون هزینه هنگفت و عدم کارایی لازم در دماهای بالا است. لذا در این کار تحقیقاتی، ساخت غشای نانوکامپوزیتی مد نظر قرار گرفت که در کنار کاهش هزینه های مرتبط، از پایداری حرارتی بالا، خواص مکانیکی مناسب و میزان عملکرد مطلوب سوختی برخوردار باشد.
وی بیان کرد: نتایج آزمون های انجام شده روی غشای نانو کامپوزیتی سنتز شده نشان می دهد نمونه های سنتز شده دارای عملکرد بسیار مناسبی در دما و رطوبت های مختلف است، به گونه ای که می تواند جایگزین مناسبی برای بسیاری از غشاهای تجاری موجود باشد.
وی یادآور شد: در صورت دستیابی به تولید انبوه و استفاده از این غشا در ساخت پیل های سوختی می توان آلودگی ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی را حذف کرد؛ زیرا تنها محصول جانبی این تجهیزات در کنار تولید انرژی، آب است، همچنین نشر گازهای گلخانه ای نیز کاهش خواهد یافت، از طرفی پیل های سوختی راندمان بالاتری نسبت به سوخت های فسیلی متداول نظیر نفت و بنزین دارد.
به گفته زارع، میزان کارایی غشاهای مبادله کننده پروتون به صورت مستقیم بر میزان بازدهی پیل سوختی تأثیر می گذارد. به همین دلیل مهم ترین ویژگی دنبال شده در ساخت غشا نانوکامپوزیتی پلیمری در این طرح، خواص هدایت پروتونی بالا و همچنین خواص فیزیکی و حرارتی مناسب و عملکرد مناسب آن در دماهای بالا بوده، برای دستیابی به این هدف از نانوصفحات اکسید گرافن عامل دار شده استفاده شده است.
این محقق افزود: نانو صفحات اکسید گرافن عامل دار شده با مایع یونی، باعث افزایش جذب آب، جذب اسید فسفریک و استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی و همچنین موجب افزایش هدایت پروتونی و کارایی غشاهای نانو کامپوزیتی در پیل های سوختی غشا پلیمری می شود.
به گزارش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو،نتایج این تحقیقات در مجله International Journal of Hydrogen Energy به چاپ رسیده است.
بهبود عملکرد پیل های سوختی در دماهای بالا با نانو غشاهای ساخته شده محققان ایرانی
