14769

14769

بررسي آزمايشگاهي پيل سوختي الكل مستقيم غيرفعال

كارشناسي ارشد

طراحي فرآيندهاي جداسازي

بهمن ماه 1393

بهمن ماه 1393

دكتر سوسن روشن ضمير

شيمي

چكيده بدليل افزايش جمعيت و توسعه¬ي چشم¬گير تكنولوژي، نياز به الكتريسيته بسرعت در حال افزايش است. وسايل الكترونيكي قابل حمل، مانند گوشي¬هاي تلفن همراه و لپ¬تاپ¬ها، سهم قابل توجهي را در نياز به الكتريسيته دارند. بنابراين، هدف از مطالعه¬ي حاضر، توسعه¬ي يك پيل سوختي متانول مستقيم قليايي (DMAFC) غيرفعال براي وسايل الكترونيكي قابل حمل بود. در اين مطالعه، ابتدا يك پيل سوختي متانول مستقيم غيرفعال كه صفحات انتهايي كاتد و آند آن از جنس پلكسي¬¬گلس بود، طراحي و ساخته شد. همچنين، ساختار صفحات جمع¬كننده¬ي جريان در سمت آند و كاتد، بترتيب به حالت سوراخ¬دار و پنجره¬اي طراحي و ساخته شد. سپس، غشاهاي تجاري نفيان117 با محلول¬هاي NaOH و KOH اصلاح شدند و بترتيب به فرم Na+ و K+ درآمدند و در سيستم DMAFC غيرفعال بكار گرفته شدند. در حاليكه كه پيل سوختي متانول مستقيم متداول (DMFC) از غشاي نفيان117 بفرم H+ در محيط اسيدي بهره مي¬برد. نتايج آزمايش ميان¬عبور شدن متانول از ساختار مجموعه¬ي الكترود-غشا نشان داد كه با تغيير سيستم از حالت اسيدي به قليايي، نرخ ميان¬عبور شدن متانول در حدود 88% كاهش داشته است. همچنين نتايج آزمايش عملكرد نشان داد كه بيشينه توان خروجي، ولتاژ مدار باز و عملكرد سيستم DMAFC غيرفعال بمراتب بيشتر از سيستم DMFC غيرفعال در يك غلظت يكسان از متانول است. نتايج حاكي از آن بود كه در غلظت M1 متانول، دانسيته توان براي DMAFC با غشاي نفيان117/NaOH، DMAFC با غشاي نفيان117/KOH و DMFC با غشاي نفيان117، بترتيب برابر mW/cm2 3، mW/cm2 38/1 و mW/cm2 42/0 بود و همچنين نتايج نشان داد كه مقدار ولتاژ مدار باز براي DMAFC با غشاي نفيان117/NaOH، DMAFC با غشاي نفيان117/KOH و DMFC با غشاي نفيان117، بترتيب برابر V 84/0، V 97/0 و V 48/0 بود. نتايج حاكي از آن بود كه با تغيير سيستم پيل سوختي متانول مستقيم غيرفعال از حالت اسيدي به قليايي، بدليل تسهيل و تسريع واكنش الكتروشيميايي اكسيداسيون متانول، عملكرد، توان خروجي و نرخ ميان¬عبور شدن متانول بطور قابل توجهي بهبود مي¬يابد. واژه‌هاي كليدي: نفيان117، پيل سوختي متانول مستقيم، پيل سوختي متانول مستقيم قليايي، پيل سوختي الكل مستقيم، مجموعه¬ي الكترود-غشا