محقق ايراني دانشگاه هاروارد با همكاري محققان مواد اين دانشگاه موفق به نمايش يك دستاورد در توليد انرژي پاك با يك پيل سوختي اكسيد جامد(SOFC) شده‌اند كه مي‌تواند انرژي الكتروشيميايي را مانند يك باتري ذخيره كند.

به گزارش سرويس فناوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، پيل سوختي ساخت دكتر كيان كرمان و همكارانش مي‌تواند براي مدت كوتاهي پس از پايان يافتن سوخت به توليد نيرو ادامه دهد.

اين پيل سوختي اكسيد جامد فيلم نازك از پيشرفت‌هاي جديد در عملكرد دماي پايين براي تركيب يك ماده تطبيق‌پذيرتر جديد بهره برده است.

به گفته محققان، اكسيد واناديوم(VOx) در آند مانند يك ماده چندمنظوره رفتار مي كند كه به سلول سوختي اجازه مي‌دهد كه به توليد و همچنين ذخيره انرژي بپردازد.

اين موفقيت كه نتايج آن در مجله Nano Letters منتشر شده در سيستم‌هاي توليد انرژي قابل حمل مقياس كوچك بسيار مهم است كه در آن يك منبع نيروي بسيار فشرده و سبك ضروري بوده و عرضه سوخت ممكن است با اختلال روبرو شود.

براي مثال خودروهاي هوايي بدون‌سرنشين مي‌توانند از اين فناوري استفاده كند. هنگامي كه زمينه براي سوخت گيري مهيا نيست، انرژي ذخيره اضافي مي‌تواند طول عمر خودرو را به طور قابل توجهي افزايش دهد.

دكتر كرمان، شريرام راماناتان و ون اوورمير به طور معمول بر روي سلول هاي سوخت اكسيد جامد فيلم نازك كار كرده‌اند كه از پلاتينيوم براي الكترودها استفاده مي‌كنند. اما هنگامي كه سوخت يك سلول سوخت آند پلاتينيوم پايان مي‌گيرد، قادر به ادامه توليد انرژي تنها براي 15 ثانيه پيش از خاموشي واكنش الكتروشيميايي است.

اين پيل سوختي جديد از يك دولایه پلاتينيوم و اكسيد واناديوم براي آند استفاده كرده كه به سلول اجازه مي‌دهدبه كاركرد خود بدون سوخت براي 14 برابر زمان بيشتر ادامه دهد. اين نتايج اوليه تنها يك شاهد مفهوم بوده و دانشمندان پيش‌بيني كرده‌اند كه پيشرفت‌هاي آينده در تركيب آند اكسيد واناديوم- پلاتينيوم به گسترش بيشتر طول عمر سلول خواهد پرداخت.

در زمان كاركرد معمولي، ميزان نيروي توليد شده توسط اين دستگاه با آنچه توسط يك پيل سوختي اكسيد جامد آند پلاتينيوم توليد شده، قابل مقايسه است. در همين حال، لايه اكسيد واناديوم نانوساز شده ويژه به ايجاد واكنشهاي شيمايي مختلف مي پردازد كه پس از پايان هيدروژن نيز به كار خود ادامه مي‌دهند.

به گفته دانشمندان سه نوع واكنش به دليل وجود اين آند اكسيد واناديوم درون سلول اتفاق مي‌افتد. اول اكسيده شدن يون‌هاي واناديوم و دوم ذخيره هيدروژن درون شبكه بلوري اكسيد واناديوم كه به تدريج در آند آزاد و اكسيد مي‌شود. پديده سوم كه ممكن است مشاهده شود، اين است كه تغليظ يون‌هاي اكسيژن از آند به كاتد متفاوت است از اين رو ممكن است يون‌هاي اكسيژن نيز مانند يك سلول غلظت، اكسيد شوند.

تمام اين واكنشها قادر به تغذيه الكترونها درون يك مدار هستند اما هنوز مشخص نيست كه چه چيز باعث قابليت ادامه كار اين پيل سوختي جديد پس از پايان يافتن سوخت مي‌شود. كرمان و همكارانش تا كنون به طور تجربي و كمي تعيين كرده‌اند كه حداقل دو مورد از اين سه مكانيزم ممكن همزمان با يكديگر عمل مي‌كنند.

طبق برآوردهاي اين دانشمندان، يك پيل سوختي پيشرفته‌تر از اين گونه با قابليت توليد انرژي بدون سوخت براي مدت طولاني‌تر در دو سال آينده براي آزمايش كاربردي آماده خواهد بود.

انتهاي پيام