دانلود پایان نامه

عنوان پایان نامه :

 بررسی فعالیت نانوکاتالیست آندی بر پایه پلاتین جهت کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم(متانول، ۲-پروپانول و،۲،۱- پروپان دی ال)

یک صفحه از متن پایان نامه فقط برای نمونه :

۱-۵- انواع پیل سوختی

پیل‌های سوختی بر اساس نوع الکترولیت استفاده شده در آن­ها به پنج نوع اصلی زیر طبقه­بندی می‌شوند [۴]:

  • پیل سوختی پلیمری با غشاء مبادله کننده پروتون
  • پیل سوختی قلیایی
  • پیل سوختی اسیدفسفریک
  • پیل سوختی کربنات مذاب
  • پیل سوختی اکسید جامد

پیل‌های سوختی دارای دامنه دمایی از ۸۰ درجه سانتی‌گراد برای پیل سوختی پلیمری تا بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد برای پیل سوختی اکسید جامد می­‌باشند. پیل سوختی دما پایین (پلیمری ، قلیایی، اسید فسفریک) دارای حامل‌هایH+  و یا OH هستند و در پیل‌های سوختی دما بالا مانند کربنات مذاب و اکسید جامد، جریان الکتریکی به­ترتیب از طریق یون‌­ها انتقال می‌­یابد.

۱-۵-۱- پیل سوختی پلیمری با غشاء مبادله کننده پروتون[۱]

قبل از اختراع پیل سوختی پلیمری، پیل‌های سوختی مانند پیل‌های سوختی اکسید جامد تنها در شرایط خاصی مورد استفاده قرار گرفتند. چنین پیل‌هایی به مواد بسیار گران­قیمت احتیاج داشتند و به­دلیل اندازه خاصشان تنها برای کارهای ثابت به­کار برده می­‌شدند. این موارد در پیل سوختی پلیمری نیز به­همین صورت بود. پیل سوختی پلیمری در اوایل دهه ۱۹۶۰ توسط ویلیام تماس گراب[۲] و همکاران از شرکت جنرال الکتریک ابداع شد. در ابتدا، غشاهای پلی استیرن سولفامات برای الکترولیت مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما در سال ۱۹۶۶ پلیمر نفیون[۳] جایگزین آن گردید که دارای دوام و عملکرد بهتری نسبت به پلی­استیرن سولفامات می­باشد [۵-۶]. پیل‌های سوختی پلیمری در ناسا برای سفینه­های فضایی مورد استفاده قرار می‌­گرفتند اما آن­‌ها در برنامه­های آپولو و شاتل فضایی توسط پیل‌­های سوختی آلکالین جایگزین شدند. چندین اختراع خاص مثل بار­گذاری اندک کاتالیزور پلاتین و الکترود فیلم نازک، هزینه پیل­های سوختی را کاهش داده و باعث توسعه سیستم­های پیل سوختی پلیمری شد. در سال اخیر به­دلیل پیشرفت تکنولوژی و موفقیت در استفاده از پیل سوختی پلیمری در اتوبوس‌های شهری و اتومبیل­های شخصی افق‌­های امید­بخشی برای گسترش روزافزون استفاده از این پیل پدیدار شده است به­طوری که می‌توان ادعا کرد پیل سوختی پلیمری، مرحله تجاری شدن خود را آغاز کرده است [۷].

جزء اصلی پیل سوختی پلیمری که هادی پروتون و عایق الکترون می‌­باشد، غشاء[۴] نام دارد. در دو طرف این غشاء الکترود­های متخلخل[۵] قرار دارند. گاز­های واکنش دهنده از بین خلل آن گذشته و خود را به فصل­مشترک الکترود و غشاء جایی که واکنش الکتروشیمیایی انجام می­‌شود و لایه کاتالیزور[۶]وجود دارند، می­‌رسانند. این مجموعه چند لایه شامل الکترود­ها، کاتالیزور­‌ها و غشای بین آنها را MEA[7] می­‌نامند. در دو طرف MEA صفحات جمع‌کننده جریان قرار دارند. به­دلیل آن که این صفحات وظیفه و هدایت جریان الکتریکی تولید شده را به­عهده دارند همچنین جدا کننده کانال­‌های گازی در سل­‌های مجاور بوده و در یک ترکیب چند سلی اتصال دهنده فیزیکی و الکتریکی کاتد یک سل با آند دیگر می­‌باشند، به­صفحات دو قطبی[۸] معروف هستند [۸-۹].

دمای کار پایین پیل سوختی پلیمری (حدود ۸۰ درجه سانتی گراد) اگرچه سبب راه­اندازی سریع و افزایش طول عمر پیل می­شود اما نرخ فعل و انفعالات الکتروشیمیایی پیل پایین آمده و استفاده از کاتالیزور (فلز گران قیمت پلاتینیوم) ضروری می­شود. واکنش‌های الکتروشیمیایی پیل سوختی پلیمری را می‌­توان به­طور خلاصه به­این­صورت نوشت:

H2    →    ۲H+ + 2e        (۱-۱)                                                                                                                                       ۲/۱O2  + ۲e   + ۲H+   →     H2O                                                                                              (۱-۲)

از جمع دو واکنش آند و کاتد ، واکنش نهایی را می‌توان به­صورت کلی زیر نوشت :

H2 +  ۲/۱ O2    →   H2O + Heat + Electric Energy                                                  (۱-۳)

الکترون تولید شده در آند از مدار خارجی می‌گذرد و حین گذر انرژی خود را به­عنوان توان خروجی پیل آزاد و در طرف کاتد واکنش را تکمیل می‌کند [۱۰].

[۱]Polymer Exchange Membarne Fuel Cell (PEMFC)

[۲]-William Tomas Grub

[۳]-Nafion

[۴]-Membrane

[۵]-Porous Electrodes

[۶] -Catalyst layer

[۷]-Membrane Exchange Assembly

[۸]-Bipolar plate

دانلود  رایگان فایل دموی این پایان نامه(فقط حاوی ده صفحه از صفحات پایان نامه با فرمت ورد):

بررسی فعالیت نانوکاتالیست آندی بر پایه پلاتین جهت کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم(متانول، ۲-پروپانول و،۲،۱- پروپان دی ال)

 

برای دیدن جزئیات بیشتر ، خرید و دانلود آنی فایل متن کامل با فرمت ورد می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:

 دانلود از لینک زیر

 بررسی فعالیت نانوکاتالیست آندی بر پایه پلاتین جهت کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم(متانول، ۲-پروپانول و،۲،۱- پروپان دی ال)