تلاش محقق یک درصد دنیا برای توسعه پیل‌های سوختی در کشور
دکتر سوسن روشن ضمیر، دانش آموخته مقطع دکتری مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی شریف و زمینه کاری وی انرژی و محیط زیست است. این محقق از دی ماه سال 78 به عنوان عضو هیات علمی در دانشگاه علم و صنعت ایران مشغول به فعالیت شد و در حال حاضر به عنوان دانشیار دانشکده مهندسی شیمی این دانشگاه مشغول به فعالیت است.
حوزه تحقیقاتی وی مهندسی الکتروشیمی است و فعالیت‌های علمی تحقیقاتی که از 10 سال قبل تاکنون انجام داده است، این دانشیار دانشگاه علم و صنعت را در زمره دانشمندان یک درصد برتر دنیا قرار داده است.
الکتروشیمی، در فرآیندهای شیمیایی که جریان الکتریسته وجود داشته باشد بکار گرفته می‌شود. این سیستم‌های الکتروشیمیایی را می‌توان در باتری‌ها، خوردگی فلزات، آبکاری و الکترولیز آب مشاهده کرد؛ چرا که وجه مشترک همه این سیستم‌ها وجود جریان الکتریکی و انتقال ذرات باردار (یون و الکترون) است.
فناوری پیل سوختی، تصفیه آب و پساب، گوگردزدایی از سوخت‌های فسیلی و نمک‌زدایی از آب به روش‌های الکتروشیمیایی زمینه‌های تحقیقاتی این محقق به شمار می‌رود.
روشن ضمیر در گفت‌وگو با ایسنا، فناوری پیل سوختی را تکنولوژی دوستدار محیط زیست توصیف کرد و یادآور شد: این فناوری می‌تواند با کمترین میزان آلودگی جریان الکتریسته را با راندمان بالا تولید کند.
وی در عین حال با تاکید بر این که پیل‌های سوختی با باتری‌ها تفاوت دارند، اضافه کرد: پیل‌های سوختی تا مادامی که سوخت و اکسید کننده دریافت می‌کنند قادر به تولید انرژی الکتریسیته هستند. اما باتری‌ها زمان عملکرد محدودی داشته و نیاز به شارژ مجدد دارند.
دانشیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر پیل سوختی را سیستمی برای تبدیل انرژی الکتریکی با بازدهی بالا دانست و ادامه داد: این در حالی است که برق تولید شده توسط نیروگاه‌ها همراه با فرآیندهای تبدیل انرژی متعدد و تولید آلاینده‌های مختلف محیط زیستی است.
به گفته وی تلفات در خطوط انتقال بالا است. این درحالی است که در پیل سوختی انرژی شیمیایی سوخت طی یک مرحله مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.
روشن ضمیر ادامه داد: بر این اساس محققان حوزه انرژی در آینده تمایلی به تولید انرژی الکتریکی بصورت متمرکز در نیروگاه‌ها ندارند. بلکه سناریوی تولید انرژی الکتریکی در آینده مبتنی بر تولید غیر متمرکز یا تولید پراکنده (Distributed Generation, DG) است .
عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت ایران توضیح داد: تولید غیرمتمرکز یعنی در هر مکانی که انرژی الکتریکی مورد نیاز است، تولید شود. لذا یکی از موضوعات مهم در حوزه تولید برق، توسعه نیروگاه‌های غیرمتمرکز است که فناوری‌های متعددی برای تولید غیر متمرکز توسعه یافته است که از آن جمله می‌توان به سیستم‌های فتوولتاییک و پیل سوختی اشاره کرد.
وی یادآور شد: در حال حاضر تکنولوژی پیل سوختی در تولید غیرمتمرکز بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است.
مدیر آزمایشگاه تحقیقاتی هیدروژن و پیل سوختی دانشگاه علم و صنعت ایران با تاکید بر این که هزینه‌های تکنولوژی پیل سوختی در 15 سال گذشته 40 درصد کاهش یافته است اما هنوز گران است، یادآور شد: جدیدترین خودرو پیل سوختی " 2016Hyundai Tucson Fuel Cell " از شرکت هیوندا با قیمت لیزینگ خودرو 50.875 دلار و بصورت اقساط 499 دلار در ماه است.
به گفته مدیر گروه انرژی‌های تجدیدپذیر پژوهشکده سبز دانشگاه علم و صنعت برای خودروهای پیل سوختی یافتن جایگاه سوخت گیری هیدروژن ساده نیست. لس آنجلس 6 جایگاه سوخت گیری هیدروژن دارد و در بسیاری از کشورها جایگاه سوخت گیری هیدروژن وجود ندارد. این در حالی است که تا پایان 2016 کالیفرنیا باید دارای 48 جایگاه سوختگیری هیدروژن باشد. لذا فعلا خودروهای پیل سوختی هیوندا به تعداد محدود در لس آنجلس و Orange County تردد دارند. خودروی پیل سوختی هیوندا دارای دو تانک سوخت هیدروژن است و سوختگیری آن طی 10 دقیقه انجام می‌شود.
وی اضافه کرد: این خودرو دو تانک 4.12 پوند هیدروژن را در فشار psi 10000 نگه می‌دارد و انرژی 265 مایل (430 کیلومتر) حرکت را تامین می‌کند. یک باتری به ظرفیت 95/0 کیلووات برای راه اندازی اولیه دارد.
روشن ضمیر اظهار کرد: این خودرو بدون انتشار گاز گلخانه‌ای کار می‌کند و تنها خروجی اگزوز آن بخار آب است. این درحالی است که شارژ باتری برای خودروهای الکتریکی با برق 220 ولت، 3 ساعت و با برق 110 ولت، بیش از 14 ساعت به طول می‌انجامد. پیل سوختی بکار گرفته شده نوع الکترولیت پلیمری با توان 100 کیلووات و بیشینه سرعت خودرو 100 مایل در ساعت است.
وی مهمترین چالش تجاری سازی خودروهای پیل سوختی را کاهش قیمت هیدروژن تجدیدپذیر و تکنولوژی‌های تحویل و ذخیره سازی هیدروژن، پیشرفت در زمینه تکنولوژی های متراکم سازی، ذخیره سازی و توزیع هیدروژن و ذخیره سازی هیدروژن در فشار پایین عنوان کرد.
وی در سال 88 با همکاری مهدی امجدی و محمد حسن ایکانی موفق به ساخت غشای کامپوزیتی نفیان با اکسیدهای فلزی SiO2-TiO2 برای پیل‌های سوختی دما بالا و ثبت آن شد.
این محقق دانشگاه علم و صنعت در سال 91 به سفارش ستاد توسعه فناوری انرژی‌های نو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری پروژه «ساخت اجزای کلیدی پیل‌های سوختی غشا تبادل پروتون (آزمایشگاه پیل سوختی) را به پایان رساند.
No tags for this post.
