پایان نامه شیمی: بررسی اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید

 پایان نامه سایت ارشدها - رشته جغرافی-جغرافیا

عنوان کامل پایان نامه :

 بررسی اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید

قسمتی از متن پایان نامه :

-۱-۲: تهیه‌ی صنعتی الکترودها

امروزه خمیرهایی که در تهیه‌ی صفحات خمیر مالی شده باتری استفاده می‌شود، از طریق مخلوط کردن مقداری سرب اکسید یا ترکیبی از اکسیدها با محلول آبی اسیدسولفوریک با چگالی ویژه نسبی ۱/۴(۱/۴ sp.g) و آب تهیه می‌شود. سرب آزاد و سولفات‌های پایه‌ای متفاوت سرب در خمیر یافت می‌شوند و عبارت‌اند از؛ سولفات سرب تک پایه‌ای، سولفات سرب دو پایه‌ای، سه پایه‌ای و نهایتاً چهار پایه‌ای. در ابتدا سولفات سرب معمولی از طریق واکنش زیر تولید می‌شوند [۱۱]:

PbO + H2SO4 → PbSO4 + H2O                                                    (۱-۴)

بعد سولفات سرب معمولی با اکسید سرب اضافی برای تولید سایر سولفات‌های پایه‌ای واکنش می‌دهد.

هردوی آب و اسیدسولفوریک عامل‌های ضروری در خمیر سازی مخلوط‌های اکسید باتری هستند. آب به‌عنوان عامل روان کننده، سبب تولید خمیر باتری سبک می‌شود. اسیدسولفوریک، سرب سولفات تولید می‌کند که علاوه بر اینکه خمیر را توسعه می‌دهد، تخلخل بالایی به خمیر می‌دهد که چسبندگی ضروری برای برقراری اتصال‌ را تأمین می‌کند تا صفحات بعد از خشک شدن بتوانند بدون کاهش جرم وظیفه‌ی خود را انجام دهند. خمیر آماده‌شده توسط دستگاه‌های خمیر زنی به شبکه کوپل می‌شوند. صفحات خمیر مالی شده‌ی تازه، از آون خشک‌کننده عبور داده می‌شوند تا سطحشان تا حدودی سفت شود. صفحات را حدود ۷۲ ساعت در آون نگهداری می‌کنند تا فرایند " کیورینگ[۱]" انجام شود. در طول عملیات کیورینگ رطوبت مربوطه در آون بایستی به ۱۰۰% برسد. چنین رطوبتی برای واکنش اکسیداسیون ضروری است. دما برای ترکیب صفحات کیورشده مهم است. صفحاتی که در دمای بالایی کیور (رطوبت می‌بینند) می‌شوند (بالاتر از ۷۰°C) عموماً سولفات چهارگانه‌ی سرب ۴PbO.PbSO4 (4BS) حاصل می‌شود که به‌طور چشمگیری رفتار متفاوتی با صفحاتی که در دمای پایین کیور شده‌اند، دارد که فقط شامل سولفات سه‌گانه‌ی سرب ۳PbO.PbSO4.H2O(3BS) هستند ]۱۲و ۱۳[.

مساحت سطح مواد فعال به دمای کیورینگ وابسته است و دمای مناسب در این فرایند،۵۶-۶۵ °C است [۱۴].

مرحله‌ی نهایی برای تهیه‌ی صفحات باتری سرب اسید، فورماسیون[۲] صفحات است. فورماسیون صفحات برای تبدیل خمیر سرب اکسید- سولفات غیرفعال به مواد فعال سِل نهایی ضروری است که الزاماً یک واکنش اکسیداسیون و احیا است. در صفحات مثبت اکسیداسیون اکسید سرب به دی‌اکسید سرب و در صفحات منفی احیاء اکسید سرب به سرب اسفنجی است. نحوه‌ی ساخت صفحات منفی و مثبت یکسان است با این تفاوت که موادی به نام "اکسپندر[۳]" به خمیر منفی افزوده می‌شود. اکسپندر برای صفحات منفی جهت فعال‌سازی صفحات در دماهای پایین و دشارژ با سرعت‌بالا ضروری است.

[۱] Curring

[۲] Formation

[۳] Expander

سوالات یا اهداف این پایان نامه :

در این رساله روشی نوین و سازگار با محیط زیست، جهت سنتز نانوذرات باریم سولفات ارائه شده ست. برای سنتز این نانوذره محلول آماده سازی را معرفی کردیم که ماده­ی اصلی سازنده­ی آن گلیسرین است. گلیسرین با ایجاد لیپوزوم­های کوچک (سایز نانو) و برقراری پیوند هیدرژنی با اتم­های اکسیژن یون SO42- ممانعت فضایی در راه رشد نانوذرات BaSO4 ایجاد میکند. بعد از بهینه­سازی غلظت واکنش­دهنده­ها، حجم محلول آماده­سازی، دمای واکنش و دور هم­زدن، آنالیز­های SEM و XRD روی نانوذرات حاصل انجام گردید. نتایج گواه از سنتز نانوذرات BaSO4 در اندازه­ی نانو با توزیع اندازه­ی ذره­ی یکنواخت است.

نانوذرات BaSO4 حاصل به خخمیر منفی باتری سرب اسیدی اضافه گردید، تا اثر آن بر عملکرد باتری سرب اسیدی سنجیده شود. تست­های پذیرش شارژ اولیه، استارت سرد و شارژ پذیری روی باتری تهیه شده از نانوذرات BaSO4 انجام گردید. نتایج بهبود چشمگیر عملکرد باتری سرب اسید را نشان میدهد.

متن کامل در سایت امید فایل 

سدیم فلوراید (NaF) و سدیم هگزامتافسفات (SHMP) در غلظت­های متفاوت به الکترولیت اسید سولفوریک        ۵ mol dm-3 افزوده شد و مشخصه­های الکتروشیمیایی الکترود سرب با استفاده از تکنیک­های ولتامتری چرخه­ای و ولتامتری با روبش خطی بررسی گردید. نتایج حاصل نشان میدهد که افزودنی­های معرفی شده، از سولفاتخ شدن الکترود سرب و بنابراین از رویینه شدن زودهنگام الکترود سرب جلوگیری می­نماید. علاوه­بر­آن افزودنی­های پیشنهادی، اورپتانسیل تولید هیدروژن و اکسیژن را نیز افزایش می­دهد که از زوال آب در طی چرخه­های شارژ و دشارژ جلوگیری کرده و سبب بهبود عملکرد باتری سرب اسید خواهد شد.

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

 دانلود متن کامل پایان نامه جغرافیا در لینک زیر

لینک متن کامل پایان نامه رشته جغرافیا با عنوان :   بررسی اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید

Related posts: