افزایش کارایی پیل‌های سوختی با نانوفناوری
منابع تأمین انرژی سازگار با محیط زیست از جمله سلول‌های سوختی، انرژی خورشیدی و یا انرژی‌های بادی به عنوان یک فناوری جدید و امیدبخش در حوزه انرژی‌های جایگزین شناخته شده است.حالت خاصی از سلول‌های سوختی، سلول‌های سوختی متانول مستقیم (DMFCs) است که متانول را به طور مستقیم و بدون استفاده از ماده اصلاح کننده به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این سلول‌ها از جذاب‌ترین منابع انرژی با طیف وسیعی از کاربردهای مختلف در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل هستند. یکی از اجزای کلیدی در سلول‌های سوختی متانولی، غشای تبادل پروتون (PEM) است.
حسین بیدقی مجری طرح با اشاره به اجرای پروژه تحقیقاتی در این زمینه گفت: در این طرح تلاش شده است تا با کاربرد نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن کارایی غشای تبادل پروتون افزایش داده شود.
به گفته وی غشاهای ساخته شده در این مطالعه بر دو نوع مختلف غشای «جهت دهی شده» و «جهت دهی نشده» پلی وینیل الکل/گرافن سولفونه/اکسید آهن بوده است.
بیدقی در خصوص اثر نانوذرات استفاده شده در ساخت غشا تولید شده اظهار کرد: از جمله عوامل مهم در بهبود توان غشاهای مورد استفاده در پیل سوختی متانولی، بهبود کانال‌های عبور پروتون در این غشاها است. این ویژگی را می‌توان با جهت دهی نانوصفحات گرافن سولفونه در ماتریس غشای پلیمری ایجاد کرد.
مجری طرح با تاکید بر اینکه به این ترتیب کانال‌های عبور پروتون در غشاء افزایش یافته و راندمان نهایی پیل سوختی بهبود می‌یابد، اضافه کرد: در نمونه‌های ساخته شده، اصلاح سطح نانوصفحات گرافن سولفونه با نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن و اعمال میدان مغناطیسی، منجر به جهت یافتن این نانوصفحات شده است.
این محقق به بیان نتایج به دست آمده از این مطالعات پرداخت و خاطرنشان کرد: نتایج آزمایش‌ها نشان داد که غشای حاوی نانو صفحات جهت دهی شده علاوه بر هدایت پروتونی بهتر، استحکام مکانیکی و حرارتی بهتری نیز نسبت به غشای تصادفی داشته‌اند.
بیدقی با تاکید بر اینکه این غشاها کاربرد گسترده‌ای در صنعت پیل سوختی دارند، یادآور شد: به همین دلیل در تمامی حوزه‌های مرتبط با تولید انرژی و الکتریسیته از قبیل برق شهری، صنعتی، صنایع نظامی و حمل و نقل و وسایل قابل حمل مانند تلفن همراه و لپ تاپ کاربرد دارند.
حسین بیدقی پژوهشگر پسا دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر مهران جوانبخت عضو هیأت علمی این دانشگاه-در انجام این کار تحقیقاتی همکاری داشته‌اند و نتایج این پژوهش در مجله Industrial & Engineering Chemistry Research منتشر شده است.
No tags for this post.
