دستگاه تعیین همزمان نفوذپذیری و هدایت بسترهای متخلخل در کشور

با طراحی و ساخت دستگاهی ساده توسط محققان دانشگاه صنعتی اصفهان، امکان بررسی هم زمان خواص نفوذپذیری و هدایت الکترودهای نفوذی گازی و نیز پیش‌بینی عملکرد بسترهای کربنی، لایه نفوذ و لایه کاتالیست در پیل سوختی پلیمری فراهم شد.

دستگاه ساخته شده توسط محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با اعمال بخشی تغییرات، قابل استفاده در تمام آزمایشگاه‌های نانوفناوری و مواد پیشرفته است و قابلیت ثبت در داخل و خارج از کشور را دارد.

این دستگاه که در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد نسرین طلوعی، دانش‌آموخته شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان و با راهنمایی دکتر محمد ژیانی و دکتر یوسف غائب از اعضای هیأت علمی دانشکده شیمی این دانشگاه طراحی و ساخته شده است، به بررسی تعیین نفوذپذیری و هدایت بسترهای کربنی متخلخل به منظور پیش بینی عملکرد پیل سوختی قبل از به کارگیری در پیل سوختی واقعی پرداخته و در نهایت در پیل سوختی واقعی نیز مورد تأیید قرار گرفته است.

طلوعی با اشاره به مزایای استفاده از پیل‌های سوختی به عنوان ابزارهای الکتروشیمیایی و جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی جهت تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی، نتایج حاصل از این تحقیق را مطلوب توصیف کرد و ادامه داد: این دستگاه با پیش بینی عملکرد اجزا قبل از وارد شدن در پیل می‌تواند گام مؤثری در کم کردن هزینه‌های تحقیقات پیل سوختی باشد.

دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان با اشاره به نقش مهم لایه نفوذ و بستر کربنی به عنوان یکی از اجزای پیل سوختی پلیمری تصریح کرد: ایجاد مسیری برای خروج آب تولیدی و ورود و پخش گازهای واکنش دهنده به لایه کاتالیست، ایجاد استحکام برای مجموعه الکترود غشا و کاهش مقاومت تماسی از جمله کارکردهای این لایه است.

وی افزود: در گام نخست این تحقیق به منظور تأیید صحت عملکرد دستگاه، انواع بسترهای کربنی تجاری رایج در این زمینه به لحاظ خصوصیات فیزیکی همچون مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری توسط دستگاه طراحی شده مورد مطالعه قرار گرفت و این خصوصیات با گزارشات شرکت های تولید کننده این بسترها مقایسه شد.

طلوعی با اشاره به قابلیت دستگاه طراحی شده جهت اندازه گیری نفوذپذیری و مقاومت الکتریکی محیط های متخلخل در تراکم‌های مختلف و به صورت هم زمان تصریح کرد: در گام دوم تحقیقات و به منظور بررسی اثرلایه میکرومتخلخل بر روی بسترهای کربنی مختلف، خصوصیات فیزیکی آن‌ها در تراکم‌های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. وی استفاده از لایه نفوذ ساخته شده با بیشترین میزان نفوذپذیری به عنوان کاتد پیل و بررسی اثر تراکم لایه نفوذ روی عملکرد پیل را مرحله پایانی این تحقیق و تأییدکننده پیش بینی‌های به دست آمده از این دستگاه عنوان کرد.

دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان با اشاره به نتایج مطلوب این تحقیق گفت: حذف آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی، عدم تولید گازهای گلخانه‌ای در صورت استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت، زمان عملکرد طولانی‌تر به نسبت باتری‌های متداول و سهولت در نگهداری از مزایای استفاده از پیل‌های سوختی است که نیاز به تحقیقات بیشتر برای تجاری کردن این فناوری را می‌طلبد.

بر اساس این گزارش، پایان‌نامه دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان، عنوان برگزیده دومین کنفرانس هیدروژن و پیل سوختی را که اردیبهشت ماه سال جاری در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی برگزار شد، به خود اختصاص داده و مشمول حمایت تشویقی کمیته راهبری سند راهبرد ملی توسعه فناوری پیل سوختی در کشور نیز شده است.