تحقیق پیل های سوختی و کاربرد آن و سوختهای مورد استفاده در پیلهای سوختی الکلی

پیشینه تحقیق و پایان نامه و پروژه دانشجویی

پیشینه تحقیق پیل های سوختی و کاربرد آن و سوختهای مورد استفاده در پیلهای سوختی الکلی  دارای ۳۶ صفحه می باشد   فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-۱-مقدمه    ۴
۱-۲- پیل سوختی چیست؟    ۵
۱-۳- تاریخچه    ۷
۱-۴-کاربردهای پیل سوختی    ۸
۱-۵- انواع پیل سوختی    ۹
۱-۵-۱- پیل سوختی پلیمری با غشاء مبادله کننده پروتون    ۱۰
۱-۶- پیلهای سوختی الکلی مستقیم    ۱۲
۱-۷- سوختهای مورد استفاده در پیلهای سوختی الکلی    ۱۳
۱-۷-۱- متانول بهعنوان سوخت    ۱۳
۱-۷-۱-۱- پیل سوختی متانول مستقیم    ۱۴
۱-۷-۲- ۲- پروپانول    ۱۷
۱-۷-۲-۱- پیل سوختی ۲-پروپانولی مستقیم    ۱۸
۱-۷-۳- پروپیلنگلیکول    ۱۹
۱-۷-۳-۱- پیل سوختی ۱و۲-پروپاندیال مستقیم    ۱۹
۱-۸-کاتالیزور مورد استفاده در آند پیلهای سوخت    ۲۰
۱-۸-۱- بهبود کاتالیزور پلاتین با استفاده از بسترهای مختلف    ۲۱
۱-۸-۱-۱- کربنبلک    ۲۲
۱-۹- مطالعه اکسیداسیون الکلها روی الکتروکاتالیزورهای بر پایه پلاتین    ۲۴
۱-۹-۱- سینتیک واکنش اکسیداسیون متانول در DMFC    ۲۴
۱-۹-۲- مکانیسم اکسایش متانول    ۲۵
۱-۹-۲- اکسیداسیون ۲-پروپانول و پروپیلنگلیکول روی الکتروکاتالیزورهای برپایه پلاتین    ۲۷
منابع    ۳۳

منابع

 [۱] Appleby, A., & Foulkes, F. (1989). Fuel Cell Handbook, New York: Van Nostrand Rainhold.

[۲] Wang, C. Y. (2004). Fundamental models for fuel cell engineering. Chemical reviews, 104(10), 4727-4766.

[۳] Ren, Z., Ramasamy, R. P., Cloud-Owen, S. R., Yan, H., Mench, M. M., & Regan, J. M. (2011). Time-course correlation of biofilm properties and electrochemical performance in single-chamber microbial fuel cells. Bioresource technology, 102(1), 416-421.

[۴] رشیدی رنجبر ن، پیل های سوختی انرژی سبز، انتشارات ارکان دانش، ۴۸۳۴

[۵] Nuernberg, G. B., Fajardo, H. V., Mezalira, D. Z., Casarin, T. J., Probst, L. F., & Carreño, N. L. (2008). Preparation and evaluation of Co/Al 2 O 3 catalysts in the production of hydrogen from thermo-catalytic decomposition of methane: Influence of operating conditions on catalyst performance. Fuel, 87(8), 1698-1704.

[۶] Tsang, E. M., Zhang, Z., Shi, Z., Soboleva, T., & Holdcroft, S. (2007). Considerations of macromolecular structure in the design of proton conducting polymer membranes: graft versus diblock polyelectrolytes. Journal of the American Chemical Society, 129(49), 15106-15107.

[۷] Ma, Y., Wang, R., Wang, H., Liao, S., Key, J., Linkov, V., & Ji, S. (2013). The effect of PtRuIr nanoparticle crystallinity in electrocatalytic methanol oxidation. Materials, 6(5), 1621-1631.

[۸] Park, K. W., Han, D. S., & Sung, Y. E. (2006). PtRh alloy nanoparticle electrocatalysts for oxygen reduction for use in direct methanol fuel cells. Journal of power sources, 163(1), 82-86.

[۹] Du, H., Li, B., Kang, F., Fu, R., & Zeng, Y. (2007). Carbon aerogel supported Pt–Ru catalysts for using as the anode of direct methanol fuel cells. Carbon, 45(2), 429-435.

[۱۰] Wasmus, S., & Küver, A. (1999). Methanol oxidation and direct methanol fuel cells: a selective review. Journal of Electroanalytical Chemistry, 461(1), 14-31.

                                                                                                                                 ۱-۱-    مقدمه

امروزه در استفاده از سوخت‌­های فسیلی که ۸۰ درصد انرژی زمین را تأمین می­‌کنند دو مشکل اساسی وجود دارد. اول اینکه ذخایر این سوخت‌­ها محدود است و دیر یا زود تمام خواهند شد. دوم اینکه سوخت‌های فسیلی از عوامل اساسی ایجاد مشکلات زیست محیطی مثل گرم شدن کره زمین، تغییرات آب و هوایی، ذوب کوه‌های یخی، بالا آمدن سطح دریاها، باران‌های اسیدی، از بین رفتن لایه ازن و … هستند [۱].

در اوایل سال ۱۹۷۰ استفاده از انرژی هیدروژن برای حل مشکلات ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی پیشنهاد شد. هیدروژن یک منبع انرژی عالی با ویژگی‌های فراوان است. هیدروژن سبک‌ترین، تمیزترین و پر­بازده‌ترین سوخت به­حساب می­آید. یکی از ویژگی‌های هیدروژن این است که طی فرآیندهای الکتروشیمیایی در پیل­های سوختی می­‌تواند به انرژی الکتریکی تبدیل شود. قابل ذکر است بازده چنین تبدیلی در پیل سوختی بالاتر از راندمان یک موتور احتراق داخلی است که انرژی سوخت فسیلی را به انرژی مکانیکی تبدیل می­کند. علاوه بر این سوخت، سوخت‌های دیگری نیز همچون الکل‌ها به­خصوص متانول و اتانول به­دلیل چگالی بالای انرژی و آسانی ذخیره‌سازی و حمل آن­ها نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند.

۱-۲- پیل سوختی چیست؟

پیل سوختی یک وسیله الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی سوخت را به­طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می­کند. معمولاً فرآیند تولید انرژی الکتریکی از سوخت‌های فسیلی شامل چند مرحله تبدیل انرژی است :

احتراق که انرژی شیمیایی سوخت را به گرما تبدیل می­کند.

گرمای تولید شده برای به‌جوش آوردن آب و تولید بخار استفاده می­شود.

بخار، توربینی را به حرکت در می آورد و در این فرآیند انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی تبدیل می­شود.

انرژی مکانیکی باعث راه­اندازی یک ژنراتور و در نتیجه تولید انرژی الکتریکی می­شود.

در یک پیل سوختی برای تولید انرژی الکتریکی نیازی به عمل احتراق نیست و هیچ بخش متحرکی مورد استفاده قرار نمی‌­گیرد، به­عبارت دیگر به­جای سه مرحله تبدیل انرژی، در یک مرحله انرژی الکتریکی تولید می‌­شود (شکل۱-۱).

موتور احتراق داخلی

پیل سوختی

نکته مهم دیگر که به آن می‌توان اشاره داشت این است که این پیل‌ها موتورهای الکتروشیمیایی هستند نه موتور گرمایی و به­همین دلیل تابع محدودیت سیکل کارنو نبوده و لذا بازده آن­ها بالا می­‌باشد.

مزایای فناوری پیل سوختی عبارتند از:

آلودگی بسیار پایین و در حد صفر.

پیل­های سوختی که با هیدروژن کار می­کنند آلودگی در حد صفر دارند و تنها خروجی آن­ها هوای اضافی و آب می­‌باشد. این ویژگی نیز باعث شده پیل‌های سوختی نه تنها برای حمل و نقل مورد توجه قرار گیرند بلکه برای کاربردهای خانگی و نظامی نیز مورد استفاده قرار گیرند. اگر پیل سوختی از سوخت دیگری برای تولید هیدروژن مورد نیاز خود استفاده کند یا اگر متانول را جایگزین هیدروژن در پیل سوختی کنیم آلودگی‌هایی از جمله دی­اکسید‌کربن تولید می­شود، ولی مقدار این آلودگی­ها کمتر از آلودگی­هایی است که وسایل معمول تولید انرژی به­وجود می­آورند.

وابستگی کمتر به نفت.

هرچند هیدروژن به سادگی در دسترس نیست ولی می­توان آن را از الکترولیز آب یا سوخت­های هیدروکربنی به­دست آورد.

عدم وجود بخش­های متحرک و طول عمر بالا.

از آنجایی که پیل سوختی هیچ بخش متحرکی ندارد از نظر تئوری در شرایط ایده­آل طول عمر یک پیل سوختی تا زمانی که سوخت به آن می­رسد می­‌تواند بی‌نهایت باشد.

وزن و اندازه.

پیل‌های سوختی در ظرفیت­های متفاوتی ساخته می­شود (از میکرووات تا مگاوات) که باعث می­شود برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

آلودگی صوتی بسیار پایین.

راندمان بالا نسبت به فناوری‌های دیگر [۲].

۱-۳- تاریخچه

در سال ۱۸۳۹ ویلیام گرو[۱] فیزیکدان و روزنامه نگار انگلیسی اصول کار پیل سوختی را کشف کرد (شکل ۱-۲). گرو، چهار پیل بزرگ که هر کدام دارای ظرفی محتوی هیدروژن و اکسیژن بودند را برای تولید الکتریسیته به­کار برد. الکتریسیته حاصل آب را در یک ظرف کوچک‌تر به اکسیژن و هیدروژن تبدیل می‌‌‎کرد [۱].

اما سابقه تولید پیل سوختی به سال ۱۸۸۹ بر می­گردد که اولین پیل سوختی توسط لودویک مند[۱] و چارلز لنجر[۲] ساخته شد. در اوایل قرن بیستم تلاش­هایی در جهت توسعه پیل سوختی صورت گرفت. در سال ۱۹۹۵ پیل سوختی قلیایی پنج کیلو­واتی ساخته شد.

از سال ۱۹۶۰ سازمان فضایی آمریکا (ناسا) از پیل­های مزبور در سفینه­های جیمینی و آپولو جهت تولید الکتریسیته و تهیه آب مورد نیاز فضانوردان استفاده کرد. در طی دهه هفتاد فن­آوری پیل سوختی در وسایل خانگی و خودرو به­کار گرفته شد. اولین خودروی مجهز به پیل سوختی حدود سال ۱۹۷۰ توسط شرکت جنرال موتورز آمریکا ساخته شد. با سرمایه­گذاری جدی وزارت انرژی آمریکا از زمان جنگ خلیج فارس و نیز سرمایه گذاری بعدی این وزارتخانه فن­آوری پیل سوختی توسعه چشم­گیری پیدا کرده است.

از دهه هشتاد به بعد شرکت بالارد در کانادا تحت حمایت دولت با انجام پروژه ساخت زیردریایی که در آن از پیل سوختی استفاده می­شد به­عنوان پیش­رو این صنعت در دنیا معرفی شد.

هواپیمای پیل سوختی ناسا در سال ۲۰۰۰ میلادی با نیروی محرکه دوگانه باتری خورشیدی و پیل سوختی مورد بهره­برداری قرار گرفت که توان پرواز طولانی (شش ماه) بدون وقفه را دارد.

پیشرفت‌های بعدی همه در جهت بهینه کردن هر چه بیشتر این پیل‌ها و افزایش بازده کارآیی آنها می­باشد تا این پیل­ها را به شکل یک محصول تجاری در دسترس تبدیل کنند [۲].

[۱]Ludwig Mond

[۲]Charles Lenjer

[۱] William Grove

50,000 ریال – خرید

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

مطالب پیشنهادی:
  • تحقیق کاربردهای پیل سوختی و سوختهای مورد استفاده در پیلهای سوختی الکلی
  • برچسب ها : , , , , , , , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید

    جستجو پیشرفته

    دسته‌ها

    آخرین بروز رسانی

      سه شنبه, ۳۰ آبان , ۱۳۹۶
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایpayandaneshjo.irمحفوظ می باشد.