تبلیغات
نمونه سوال - پیل های سوختی

نمونه سوال
 
 پیل های سوختی

پیل های سوختی
پیل های سوختی


 






 
ماشینی كه از اگزوزش به جای دود فقط آب خارج می شود. این جمله را شاید بارها قبل از این شنیده یا خوانده باشید. می خواهم شما را كمی با این موضوع آشنا كنم. راستش را بخواهید همه ماشینها یی كه از موتورهای احتراقی برخوردارند از اگزوزشان آب خارج می شود ( بصورت بخار) ولی مشكل این ماشینها در درجه اول به خاطر حضور كربن در سوختهای مصرفی آنهاست كه در بهترین حالت تولید گاز كربنیك كرده كه مقدار زیاد آن در كره زمین باعث بروز مشكلات زیست محیطی زیادی مثل گرم شدن كره زمین شده است، و در صورت ناقص سوختن تولید منوكسید كربن كرده كه گازی بسیار كشنده است. و مشكل دوم آنها راندمان كم و آلودگی صوتی است. یكی از راههای حل مشكل اول حذف هیدروژن از سوختهاست و بالطبع آخرین حد این حذف گاز هیدروژن خواهد بود. یعنی اگر ماشینی به جای بنزین یا گاز طبیعی از هیدروژن استفاده كند از اگزوزش فقط آب ( به شكل بخار) خارج خواهد شد. این ایده مدتیست كه مورد توجه خودروسازان است ولی این آن داستانی نیست كه می خواهم برایتان تعریف كنم.
تقریبا سی سال است كه به طور جدی روی منابع جدید تولید انرژی الكتریكی یعنی پیلهای سوختیfuel cell سرمایه گذاری و مطالعه شده است. این ژنراتور ویژگیهای منحصر به فردی دارند مثلا توان الكتریكی كه تولید می كنند در مقایسه با وزنشان از همه منابع انرژی بیشتر است. ( به جز سوخت هسته ای) آنها هیچ صدایی ندارند، و از همه جالبتر راندمان آنها در بدترین حالت چند برابر ژنراتورهای فعلی در بهترین حالتشان می باشد. و یك ژنراتور آن اگر سوخت مسموم كننده به آن وارد نشود و یا آسیبهای فیزیكی به دستگاه وراد نشود یك عمر كار میكند ( ان شاء ا... 100 سال عمر كنید و حتی بیشتر!). این ژنراتور به طور مستقیم انرژی شیمیایی سوخت ( مثل هیدروژن ، گاز طبیعی و یا الكلها) را به انرژی الكتریكی تبدیل می كند و طی این تبدیل ما با سیكل كارنو مواجه نخواهیم بود یعنی راندمان ما به كمی ماشینهای حرارتی فعلی نخواهد شد. این تبدیل با كمك كاتالیزورهای گران قیمت پلاتین انجام میشود و در واقع این كار در یك سل الكترو شیمیایی انجام می شود. در سمت كاتد این سل الكتروشیمیایی سوخت مثل هیدروژن در حضور پلاتین اكسید شده و حاصل این اكسیداسیون تولید یون هیدروژن (H+) و الكترون است . الكترون از طریق سیم و پروتون از طریق الكترولیت به سمت الكترود كاتد می روند. در كاتد اكسیژن هوا با الكترون و پروتون ( ارسالی از سمت آند) تركیب شده ( البته حضور پلاتین لازم است) و محصول واكنش كاتدی آب است. واكنش احیای اكسیژن كه در كاتد اتفاق می افتد، مشكل اصلی سر راه این تكنولوژی است؛ واكنشی كه تك تك سلولهای موجودات هوازی قادر به انجام آن هستند. نتیجه كلی كار همان الكترونی بود كه از سیم منتقل شد، این الكترون یا همان جریان برق می تواند یك ماشین را به حركت در آورد. از چاه آب بكشد و برق یك روستای دور افتاده را تامین كند. در حالیكه هر سلول پیل سوختی در هر سانتیمتر مربع 1 تا 2 آمپر برق تولید می كند و یك سری پیل سوختی با ابعاد یك باطری ماشین بیش از یك كیلو وات توان تولید می كند .
خودرو سازان مهم دنیا هم اكنون شمارش معكوس خود را برای تولید خودروهایی كه به جای موتورهای احتراقی از پیلهای سوختی استفاده می كنند شروع كرده اند. تصور كنید خیابانی را كه پر از ماشین است و فقط صدای چرخها بر روی جاده از آن به گوش می رسد و كف جاده هم خیس است چون از اگزوز ماشینها آب ( این بار مایع ) خارج می شود. مواد مورد نیاز برای ساخت پیل سوختی كه مورد توجه خودرو سازان است عبارت است از پلاتین ، كربن و پلیمری به نام نفیون كه از آن به عنوان الكترولیت استفاده می شود. قیمت اصلی پیلهای سوختی را همین نفیون دارد. و ساخت پیل سوختی نیز از تكنولوژی بالایی برخوردار است كه خوشبختانه در مراكز دانشگاهی كشور این توانمندی در حال بلوغ است.



نوشته شده در تاریخ یکشنبه 4 اردیبهشت 1390 توسط علی یزدان پرست
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
قالب وبلاگ