تحقیق درباره کابردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو

اختصاصی از زد فایل تحقیق درباره کابردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word  (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد صفحات 22 صفحه

مقدمه : 

پیل سوختی

یکی از مهمترین پیشرفتهای صورت گرفته در تولید انرژی با راندمان بالا و آلودگی کم ، ساخت پیلهای سوختی می باشد.

پیل سوختی سیستمی است که انرژی شیمیایی حاصل از واکنش سوخت و اکسید کننده را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. انواع مختلفی از پیل های سوختی ساخته شده اند. مشخصات پیل های سوختی رایج در جدول 1 آورده شده است.

پیلهای دما پائین معمولا در اتومبیل ها و پیل های دمای بالا در تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد. اجزای پیل SOFC در شکل 4 نشان داده شده است. کاتد معمولا از مگنتیت لانتانم تقویت شده با عناصر قلیایی خاکی و آند از مواد سرمت مانند Ni/YSZ ساخته می شود. در الکترولیت از مواد اکسیدی با ساختمان فلوئوریت مثل زیرکونیای پایدار شده یا ایتریا ، سریای تقویت شده با عناصر نادر خاکی و اکسید بیسموت تقویت شده با عناصر نادر خاکی استفاده می شود.

فناوری نانو در ساخت اجزاء مختلف پیل سوختی مورد استفاده قرار می گیرد. این اجزاء عبارتند از :

الکترودها : با توجه به نسبت بالای سطح به حجم ذرات نانو و توانایی بسیار زیاد در ایجاد تخلخل های بسیار بالا به کمک فناوری نانو ، تحقیقات در زمینه ساخت الکترودها بر روی مواد نانو متمرکز شده است. در این رابطه آندها و کاتدهای سرمتی با ابعاد دانه ای در حد نانو ساخته شده است. در این حالت مقاومت در سطح مشترک الکترود الکترولیت نسبت به الکترودهای معمول کمتر می باشد. همچنین با استفاده از الکترودهای نانوساختار ، میزان رسوب گذاری کربن بر روی الکترودها در حین کار کاهش می یابد.

الکترولیت : کاهش دمای کاری و ابعاد پیل ها از جمله اهداف تحقیقات مربوط به الکترولیت ها می باشد. با توجه به کافی نبودن هدایت YSZ در دمای پائین CeO2 تقویت شده با عناصر و ترکیبات مختلف از قبیل ساماریم ، گادولینیم ، ایتریم و ایتریا مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات انجام شده نشان می دهد که کنترل ابعاد مرزهای حاصل از حضورذرات تقویت کننده در ابعاد نانومتر تاثیر زیادی بر روی هدایت یونی و انرژی اکتیواسیون دارد. ازجمله مواد دیگری که به عنوان الکترولیت پیشنهاد شده است اکسید گادولینیم سریم می باشد. مشکل عمده این الکترولیت احیاء شدن دردماهای بالا و فشار اکسیژن کم و آلوده شدن و همچنین سینتر شدن می باشد. نتایج تحقیقات نشان می دهد استفاده از ساختارهای نانو تاثیر بسزایی در بهبود خواص و کم کردن دمای سینترینگ دارد. تحقیقات انجام شده نشان می دهد که استفاده از الکترولیت های نانوساختار کامپوزیتی باعث افزایش توان ، کاهش دمای کاری و افزایش راندمان پیل های SOFC می گردد.