-
شماره ركورد
28932
-
پديد آورنده
رضا حبيبي
-
عنوان
سنتز و ارزيابي لايه نفوذ گاز در پيل هاي سوختي غشا تبادل يون پروتون
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- فرايندهاي جداسازي
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/6/29
-
استاد راهنما
سوسن روشن ضمير
-
استاد مشاور
فواد مهري
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
باتوجه به نقش بسيار مهم لايههاي نفوذ گاز (GDL)، قيمت بالا و در راستاي بوميسازي در داخل كشور، در پژوهش حاضر GDLهاي تكلايه و سهلايه براي پيل سوختي غشاد تبادل پروتون توليد شدند. پس از انتخاب نانولولههاي كربني چندديواره بهعنوان ماده اوليه و روش فلتراسيون تحت خلا براي توليد GDL تكلايه، در جهت بهينهسازي نمونه توليدي طراحي آزمايشي با استفاده از روش سطح پاسخ صورت گرفت. همچنين بهمنظور تغيير ساختار حفرات از عامل حفرهساز (پليمتيل متاكريلات (PMMA)) استفاده گرديد؛ روشي كه بهنوعي نوآوري نيز محسوب ميشود. بهمنظور ساخت GDL سهلايه، دو لايه نازك با ساختاري متفاوت بر روي نمونه تكلايه قرار گرفتند. ابتدا لايهاي از جنس نانولولههاي كربني بر روي GDL تكلايه قرار گرفت. بهعنوان روشي نوآورانه، لايه دوم نيز با ترسيب الكتروشيميايي پليآنيلين توليد شد تا در نهايت GDL سهلايه ساخته شود. سپس آزمونهاي برونمحلي مختلفي از قبيل هدايت الكتريكي، تخلخلسنجي جيوهاي، زاويه تماس، تراوايي و... بهمنظور تعيين مشخصه نمونههاي توليدي انجام شد. در انتها با ساخت مجموعه الكترود-غشا، عملكرد GDLهاي توليدي و نمونه تجاري در رطوبتهاي نسبي متفاوت مورد ارزيابي قرار گرفت. طبق نتايج حاصل، در رطوبت نسبي %10، نمونه تكلايه و سهلايه بهترتيب %125 و %2/309 چگالي توان بيشتري نسبتبه GDL تجاري توليد نمودند. در رطوبت نسبي %100 نيز مقادير فوق بهترتيب %9/57 و %4/112 بهدست آمد. همچنين نمونه سهلايه بهدليل طراحي بهكار رفته در توليد، عملكرد تقريبا ثابتي در گستره وسيعي از رطوبت نسبي ارائه نمود؛ ويژگي بسيار مناسبي كه در راستاي تجاريسازي پيلهاي سوختي حياتي گزارش شده است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/07/09
-
عنوان به انگليسي
Synthesis and evaluation of Gas Diffusion Layer for Proton Exchange Membrane Fuel Cells
-
تاريخ بهره برداري
9/19/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رضا حبيبي
-
چكيده به لاتين
Due to the vital role, high price, and the direction of localization in the country, in the present study in the present study single and triple layer gas diffusion layers (GDL) were produced for the proton exchange membrane fuel cell. After choosing multi-walled carbon nanotubes as raw material and a vacuum filtration method to produce single layer GDL, in order to optimize the produced sample, the design of experiment was done using Minitab software. Also, in order to change the structure of pores, a pore-forming agent (polymethyl methacrylate (PMMA)) was used; A method that is considered a kind of innovation. Two thin layers with different structures were placed on the single-layer sample to prepare triple-layer GDL. First, a layer of carbon nanotubes was placed on the single-layer GDL. As an innovative method, the second layer was also produced by electrochemical deposition of polyaniline to finally make a three-layer GDL. Finally, by preparing the membrane-electrode assembly, the performance of the produced GDLs and the commercial one was evaluated in different relative humidities. Based on results, relative humidity of 10%, single-layer and three-layer samples produced 125% and 309.2% more power density than commercial GDL, respectively. In relative humidity of 100%, the above values were obtained as 57.9% and 112.4%, respectively. Also, due to the design used in the production, the three-layer sample provided almost constant performance in a wide range of relative humidity; A very convenient feature that is reported to be vital in the commercialization of fuel cells.
-
كليدواژه هاي فارسي
پيل سوختي غشا تبادل پروتون , لايه نفوذ گاز , زيرلايه ماكرومتخلخل , لايه ميكرو متخلخل , مجموعه الكترود-غشا , ترسيب الكتروشيميايي , پليآنيلين
-
كليدواژه هاي لاتين
Proton Exchange Membrane Fuel Cell , gas diffusion layer , Macroporous Substrate , Microporous layer , Membrane -Electrode Assembly , Electrochemical deposition , polyaniline
-
Author
Reza Habibi
-
SuperVisor
Dr. Soosan Roshan Zamir
-
لينک به اين مدرک :