ساخت غشای نانوکامپوزیتی با کاربرد در پیل‌های سوختی توسط محققان ایرانی

محققان ایرانی موفق به ساخت نانو غشاهایی به روشی ساده و مقرون به صرفه شدند که کاربرد اصلی آن‌ها در ساختار پیل‌های سوختی است.

کد خبر: ۹۱۰۳۷

تاریخ: ۰۵ آبان ۱۳۹۴ - ۱۳:۵۵

با توجه به اهمیت روز افزون استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و پاک، استفاده از پیل‌های سوختی در صنایع مختلف رو به افزایش است. این پیل‌ها در صنعت حمل ونقل، نیروگاه‌ها اعم از خانگی، تجاری و صنعتی، وسایل الکترونیکی قابل حمل همچون تلفن‌های همراه، رایانه‌های شخصی و سایر حوزه‌ها کاربردهای مهمی دارند.

این موارد نشان‌دهنده اهمیت انجام تحقیقات در ساخت انواع مختلف غشاهای مورد استفاده در این پیل‌های سوختی است.

مهدی عبداللهی، مجری طرح «ساخت نمونه آزمایشگاهی غشاهای نانوکامپوزیتی برای استفاده در پیل های سوختی» گفت: هدف این تحقیق، تهیه‌ نوعی از غشاهای نانوکامپوزیتی تبادل پروتون است که در ساختار پیل‌های سوختی به کار می‌رود.

وی در خصوص اهمیت این تحقیق افزود: غشاهایی که هم اکنون در پیل‌های سوختی مورد استفاده قرار می‌گیرند عمدتا قیمت بالا و عمر مفید کوتاهی دارند و این در حالی است که روش ارائه شده در این کار برای تهیه‌ غشاها، ساده و کم هزینه بوده و همچنین غشاهای سنتزی در مقایسه با انواع مشابه موجود در بازار مقاومتر هستند.

عبداللهی خاطرنشان کرد: در صورت دستیابی به تولید انبوه و کاربرد این نوع غشا در ساختار پیل‌های سوختی، می‌توان گام مؤثری در کاهش آلودگی محیط زیست، استفاده از منابع انرژی نو و کاهش هزینه‌های مربوطه برداشت.

وی افزود: در این طرح به منظور توسعه‌ روش‌های نوین در تهیه‌ غشاهای دما بالا، نوعی از غشاهای پلیمری تبادل پروتون نانوکامپوزیتی بر پایه‌ «پلیوینیل الکل» و «نانوذرات فیوم سیلیکا» متصل شده به پلیمر آبدوست به روش ریخته‌گری محلول آبی تهیه شد.

وی ادامه داد: ساختار و عملکرد این غشاها به کمک آزمون‌های مختلف از جمله ارزیابی ظرفیت تبادل یون، میزان تورم غشا، میزان هدایت پروتون، خواص مکانیکی، SEM و EDX مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.

به گفته‌ این محقق، نتایج حاصله نشان دادند که حضور رشته‌های پلیمری آبدوست «روی نانودرات فیوم سیلیکا» منجر به افزایش ویژگی‌هایی مانند هدایت پروتونی و استحکام مکانیکی غشاهای پلیمری می‌شود که خود به معنای افزایش مقاومت و طول عمر این غشاها خواهد بود.

عبداللهی در خصوص مزیت نانوکامپوزیت مورد استفاده عنوان کرد: نانوکامپوزیت‌های آلی- معدنی به صورت همزمان ویژگی‌های ترکیبات آلی مانند قابلیت اتصال، عامل‌دار شدن و ... و ترکیبات معدنی مانند مقاومت بالا در برابر حرارت و ... را دارا هستند. از طرفی ابعاد نانو به این کامپوزیت‌ها امکان عامل‌دار شدن بیشتر در اثر بالا بودن نسبت سطح به حجم را می‌دهد.

وی گفت: این امر به معنای بالاتر بودن توانایی تبادل پروتون و در نتیجه افزایش هدایت الکتریکی غشای حاصله خواهد بود.

این تحقیقات حاصل همکاری دکتر مهدی عبداللهی، عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس، دکتر مرتضی روحانی، پریسا سالاری‌زاده و فاطمه رکابدار از پژوهشگاه صنعت نفت تهران است که نتایج آن در مجله‌« Polymer Science بخش Polymer Membranes » (جلد ۵۷، شماره ۵، سال ۲۰۱۵، صفحات ۶۶۷ تا ۶۷۴) به چاپ رسیده است.