پیل سوختی

بصورت ساده باید گفت سلول سوختی یک وسیله­ی تبدیل انرژی است. هیچ قطعه متحرکی در آن درگیر نیست بنابراین سلول سوختی در سکوت کار می­کند. انرژی آزاد شده به صورت گرما و الکتریسیته را می­توان به عنوان منبع قدرت بکار برد.

فرآیند با وارد شدن هیدروژن به یک الکترود کاتالیزوری که سبب تسهیل در تفکیک اتم­های هیدروژن به صورت پروتون­ها و الکترون­ها می­شود، شروع می­گردد. پروتون ها یا همان یون های هیدروژن از طریق غشا به سمت کاتالیزور دیگر که با اکسیژن تغذیه می شود، حرکت می کنند. الکترون های جدا شده نمی توانند از طریق غشا یا الکترولیت عبور کنند، بنابراین از طریق یک مدار خارجی گذر می کنند. مدار خارجی شامل یک بار الکتریکی مانند یک موتور یا لامپ روشنایی یا چیزهایی از این قبیل است و سپس به الکترود کاتالیزوری می­رسد جایی که پروتون ها و الکترون ها دوباره با هم ترکیب می­شوند و با اتصال به اکسیژن تولید ملکول های آب می­کنند.

تاریخچه سلول سوختی

تکنولوژی سلول سوختی بالغ بر صد و شصت سال عمر دارد.

در سال 1839، ویلیام گروو (William Grove) آزمایشاتی را با باتری ها و فرآیند الکترولیز انجام داد تا به ایده ی معکوس نمودن این پروسه جهت تولید الکتریسیته دست یافت. در فرآیند الکترولیز از الکتریسیته جهت جداسازی اتم های هیدروژن و اکسیژن در ملکول های آب استفاده می شود. ایده گروو تولید الکتریسیته و آب در ازای ترکیب هیدروژن و اکسیژن بود. با استفاده از الکترود هایی با کاتالیزور پلاتین تلاش های او برای رسیدن به این هدف به موفقیت انجامید. این پژوهش پایه و بنیان درک اصول اساسی حاکم بر نحوه عمل سلول های سوختی بود.

گروو اختراع خود را « باتری گازی » نامید.

William Grove

باتری گازی گروو

سال ها بعد در 1889، لودویگ موند (Ludwig Mond) و چارلز لانگر (Charles Langer) آزمایش روی ایده ی ابتکاری گروو را آغاز کردند. آنها مسئول معروف شدن باتری گازی گروو به نام « سلول سوختی » بودند .این نام باقی ماند و ما امروزه آن را بکار می بریم .

در طی دهه های 1980 و 90، توسعه در زمینه ی فناوری سلول سوختی جهش بزرگی نمود و تعداد زیادی از دستگاه های مولد قدرت سلول سوختی در اندازه های کوچک ساخته شد. امروزه سلول های سوختی در کاربردهای ساکن و سیار زمینی مانند شاتل های فضایی ناسا به کار می روند در حالی که همچنان توسعه و پیشرفت این تکنولوژی در جریان است.

سلول های سوختی بزودی تامین کننده انرژی مورد نیاز همه چیز از لپ تاپ ها تا سیستم های الکتریکی خانه ها و صنایع خواهد بود.

مزایای سلول سوختی

كاركرد بی صدا            عدم وجود اجزای متحرك   

بهره برداری راحت        قابل اعتماد بودن

هزینه نصب پایین         انعطاف پذیری در اندازه   

مدولار بودن                امكان استفاده در نقاط دور از شبكه 

معایب سلول سوختی

·   هزینه های بالای ورود تکنولوژی به بازار

·   ناشناخته بودن فناوری مربوطه در دنیای صنعت

·   عدم وجود زیر ساخت

انواع سلول سوختی

بطور کلی پنج نوع سلول سوختی وجود دارد :

Alkaline Fuel Cells

سلول سوختی قلیایی

Molten Carbonate Fuel Cells

سلول سوختی با الکترولیت کربنات مذاب

Phosphoric Acid Fuel Cells

سلول سوختی با الکترولیت اسید فسفریک

Polymer Electrolyte Membrane (PEM)

سلول سوختی با غشاء مبادله کننده پروتون

Solid Oxide Fuel Cells

سلول سوختی با الکترولیت اکسیدهای جامد 

سه مورد اول دارای الکترولیت مایع و دوتای آخر از الکترولیت جامد بهره می­گیرند.

 منابع : http://www.hamedmonsef.com/Fuel%20Cell.htm و http://khodroha.com/pil-sokhti.htm

گردآورنده : مهندس امیر صابر نعیمی  

دانشجوی کارشناسی ارشد تبدیل انرژی

   Amirsn2002@gmail.com

پنچرگیری هیچگاه فرآیند جالب و خوشایندی نبوده است. حال تصور کنید در منطقه جنگی خودرویی دچار پنچری شود. بی شک در چنین شرایطی پنچرگیری سخت تر از هر زمان دیگری خواهد بود
در حالی که سیستمهای حمل و نقل نظامی بسیاری از کشورهای جهان توسعه قابل توجهی از جهات گوناگون به ویژه از بعد تکنولوژیکی یافته اند اما مشکل سنتی همچون پنچر شدن تایرها هنوز هم آزار دهنده است. هم اکنون تایرهایی که در این خودروها به کار گرفته می شوند، نسبت به مواد منفجره محیطی حساسیت قابل توجهی دارند.
اما به نظر می رسد فناوری ابتکاری که از سوی محققان شرکتی در ویسکونسین ارائه شده است احتمالا کلید نهایی برای طراحی و ساخت تایرهای بدون هوا خواهد بود. درصورتیکه این فناوری نوین تحقق یابد، نسل آتی خودروهای نظامی و در آینده خودروهای عادی شهری با استفاده از تایرهایی حرکت خواهند کرد که دیگر با مشکل ناخوشایندی به نام "پنچرشدن" مواجه نخواهند شد.

ساختار تایرهای بدون هوا با الهام از خانه زنبور عسل ارائه شده است

شرکت Resilient Technologies هم اکنون در میانه راه پروژه ای 4 ساله قرار دارد. طی قراردادی به ارزش 18 میلیون دلار که با ارتش آمریکا به امضا رسیده است این شرکت تایرهای بدون هوایی تولید می کند که حتی در صورت انفجار بمبهای کنار جاده ای و خرد شدن بخشهایی از آنها، بدون هیچ مشکل خاصی بر روی زمین حرکت کرده و مانعی در انجام مأموریتهای نظامی محسوب نمی شوند.

باز هم طبیعت الهام بخش محققان می شود!
 

در طراحی این تایرها تلاش شده است تا از بهترین ساختارهای ممکن استفاده شود. محققان این شرکت پس از بررسیهای فراوان دریافتند که استفاده از ساختارهای شش گوش در ارائه شبکه های سلولی و تولید تایرهای بدون نیاز به هوا با استفاده از آن بهترین راهکار ممکن خواهد بود.

این ساختار دقیقا همان ساختار شبکه ای است که زنبورهای عسل در ساخت خانه ها و نگهداری عسل در آنها استفاده می کنند." اد هال" معاون رئیس امور تجاری این شرکت می گوید: الگوهای موجود در طبیعت و از جمله الگوی ساختار شش گوشه همواره یاری رسان بشر بوده اند.  

 
جدای از قدرت ساختاری بالایی که این ساختار از آن برخوردار است این تایرها از امتیاز بسیار مهمی نیز برخودارند و آن "گذشتن گلوله از داخل آنهاست" در حالی که گلوله که از درون این ساختارها عبور می کند تنها آسیب بسیار محدود و مختصری بر ساختار آن وارد می شود.

این تایرها به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که در صورت اصابت گلوله به آنها، مسافت 50 مایلی را با سرعت 50 مایل بر ساعت طی خواهد کرد و این شاید بزرگترین امتیاز آنها باشد

 

منابع : سایت رسانه ای شركت رنو پارس و http://khodroha.com/tir-bedon-hava.htm

http://www.carnp.com/newsdetail-fa-1752.html

ارسال به

نظرات()