5117

5117

بررسي آزمايشگاهي پيل سوختي الكتروليت پليمر جامد.

كارشناسي ارشد

شيمي -صنايع شيميايي معدني

اسفند1383

1383

دكتر سوسن روشن ضمير

دكتر محمد حسن ايكاني

09

پيل هاي سوختي وسايل الكتروشيميايي براي تبديل انرژي شيميايي يك سوخت به صورت مستقيم به برق با بازده بالا هستند .پيل هاي سوختي ،به عنوان منابع قدرت در بسياري كاربردها شامل حمل و نقل زميني ،سيستم قدرت غير متمركز و وسايل الكترونيكي قابل حمل شناخته شده اند .اين پايان نامه اختصاص به بررسي آزمايشگاهي پيل سوختي الكتروليت پليمر جامد دارد . يك مرور كامل از فناوري پيل سوختي ،پيل هاي سوختي الكتروليت پليمر جامد ،روشهاي ساخت مجموعه هاي الكترود غشاء ( MEA و پارامترهاي موثر بر آن انجام گرديد .دو MEA با دو روش ساخته و با نمونه ي خريداري شده از شركت FC 05-01SP) ElectroChem مقايسه شد .مجموعه هاي الكترود غشاء با سطح فعال cm2 5 در يك پيل سوختي الكتروليت Pt/C 20% با بارگيري mg/cm2 4 / 0 هستند .ورقه ي كربني Toray لايه ي نفوذ گازي را تشكيل داد .يك MEA با روش متداول بر پايه ي اولسيون تفلون و ديگري با روش فيلم نازك آماده گرديد . عملكرد MEA ها به وسيله ي اندازه گيري منحني هاي پلاريزاسيون پيل سوختي مورد ارزيابي قرار گرفت .نتايج نشان داد كه با بارگيري يكسان Pt محموعه الكترود غشاء آماده شده با روش فيلم نازك عملكرد بهتري در مقايسه با روش متداول دارد و براي رسيدن به عملكرد يكسان ،فيلم نازك ،پلاتين كمتري نسبت به ديگري مصرف مي كند . آزمايشات با بررسي تاثير شرايط مختلف عملياتي شامل دما ،فشار و رطوبت بر عملكرد پيل سوختي PEM ادامه يافت . نتايج اين بررسي نشان داد كه در چگالي جريان بالا افزايش دماي عملياتي موجب بهبود عملكرد پيل سوختي مي گردد . در ناحيه ي چگالي جريان پايين ،هنگامي كه مرطوب سازي به اندازه ي كافي انجام شود ،عملكرد پيل سوختي افزايش مي يابد .اما بدون مرطوب سازي گازهاي واكنشگر عملكرد پيل سوختي به طور معكوس كاهش پيدا مي كند .افزايش فشار عملياتي ،خصوصا در چگالي جريان هاي بالا ،عملكرد پيل سوختي را افزايش خواهد داد . علاوه بر آن ،نتايج نشان داد كه عملكرد پيل سوختي به طور زيادي به مرطوب سازي گازهاي واكنشگر ،به ويژه مرطوب سازي آند بستگي دارد .