بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
مقدمه
پيل سوختي يک وسيله الکتروشيميايي است که انرژي شيميايي را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند و از الكتروليتالكترود آند و الكترود كاتد تشكيل شده است.
اسلاید 2 :
یک مبدل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی است. این تبدیل مستقیم بوده و از بازدهٔ بالایی برخوردار است. هر سلول در پیلهای سوختی از سه جزء آنُد، کاتُد و الکترولیت و غشا تشکیل شده‌است. ساختمان باز شده یک پیل سوختی
اسلاید 3 :
الکترود آند Anode Electrode
آند قطب منفی پیل سوختی است و مجموع لایه کاتالیست و لایه نفوذ گاز سمت آند را با هم الکترود آند می نامند. در سمت آند پیل سوختی، در اثر برخورد سوخت ورودی به لایه کاتالیست، واکنشی صورت می گیرد که در نتیجه آن، الکترون از مولکول های سوخت جدا شده و به مدار خارجی منتقل می گردد. مولکول های سوخت که الکترون از دست داده اند نیز به یون های مثبت و یا منفی (بسته به نوع پیل سوختی می تواند یون مثبت و یا یون منفی باشد) تبدیل می شوند.
اسلاید 4 :
الکترولیت (Electrolyte)
الکترولیت یک غشا نازک 18 -100 میکرومتر است که بسته به نوع پیل سوختی می تواند مایع، جامد و یا یک ورق پلیمری انعطاف پذیر باشد. الکترولیت یون های تشکیل شده در سمت آند را از خود عبور داده و مانع عبور الکترون در مدار داخلی از سمت آند به کاتد می شود. عبور الکترون و یا هرگونه ماده دیگری از الکترولیت سبب ایجاد اختلال در فرآیندهای شیمیایی و کاهش راندمان پیل سوختی می گردد.
اسلاید 5 :
الکترود کاتد (Cathode Electrode
کاتد قطب مثبت پیل سوختی است و الکترود کاتد نیز مشابه الکترود آند شامل لایه نفوذ گاز و لایه کاتالیستی که بر روی آن بارگذاری می شود است. بر روی سطح الکترود کاتد، الکترون بازگشتی از مدار خارجی با یون عبوری از لایه الکترولیت و اکسید کننده ترکیب شده و آب تشکیل می شود. آب تشکیل شده به همراه سایر مواد تولیدی از خروجی سمت کاتد وارد محیط بیرون می شوند.
اسلاید 6 :
تاريخچه
- 1820ميلادي: ساخت پيل سوختي بسيار ساده توسط سر هامفري امکان توليد شوک الکتريکي بسيار ساده اي
- 1839ميلادي: تحقيق در مورد روش اتصال سري - موازي کردن باطري روي پلاتينيوم توسط سر ويليام گرو
- آزمايش توليد اکسيژن و هيدروژن از الکتروليز آب
- مشاهده: اگر جريان منبع تغذيه قطع گردد جريان کوچک ولي قابل اندازه گيري در جهت مخالف جاري ميشود.
پديده پيل سوختي
اسلاید 7 :
تاريخچه انواع پيلهاي سوختي
- پيل‌سوختي اسيد فسفريك:
1842 ميلادي: استفاده از اسيد به عنوان الکتروليت توسط گرو
توجه: اسيد فسفريک يک رساناي ضعيف الکتريسيته بود و جذاب نبود، بنابراين نسبت به انواع پيل‌سوختي آهسته‌تر توسعه يافتند.
- پيل‌سوختي قليايي:
1930 ميلادي: جايگزيني هيدروکسيدپتاسيم الکتروليت با اسيدسولفوريك توسط فرانسيس بيکن
توجه: هيدروکسيدپتاسيم کارايي مشابه اسيد سولفوريك را دارد ولي خورنده الکترودها نمي باشد.
اسلاید 8 :
تاريخچه انواع پيلهاي سوختي (ادامه)
- پيل‌سوختي اکسيد جامد:
1965 ميلادي: توليد اولين سري پيل‌سوختي اكسيد جامد توسط آرچر
توجه: توان پيل 100 وات و الكتروليت آن زير‌كونياي پايدار شده توسط كلسيم و الكترودها از جنس پلاتين
- پيل‌سوختي متانولي:
1995 ميلادي: جديدترين فن‌آوري پيل‌سوختي در دهه اخير
اسلاید 9 :
اجزاي پيل سوختي و وظايف آنها
آند (الکترود سوخت):اکسيداسيون سوخت
- ايجاد سطح مشترک براي سوخت و محلول الکتروليت
- هدايت الکترونها از محل واکنش به سمت مدار خارجي
کاتد (الکترود اکسيژن): احياء اکسيژن
- ايجاد سطح مشترک براي اکسيژن و الکتروليت
- هدايت الکترونها را از مدار خارجي به سمت کاتد
الکتروليت
- انتقال يکي از انواع يونهاي ايجاد شده در واکنش الکترودها
- جلوگيري از عبور الکترونها
- وظيفه جداسازي گاز
اسلاید 10 :
پیل سوختی دارای دو الکترود (آند و کاتد) و یک الکترولیت ما بین این دو الکترود و غشا به منظور جدا کردن دو بخش پیل میباشد. در قطب آند، هیدروژن بر روی یک کاتالیزور واکنش داده و تولید یک یون با بار مثبت و الکترون با بار منفی می‌کند. پروتون به وجود آمده از محیط الکترولیت گذر کرده حال آنکه الکترون در فضای مدار حرکت می‌کند و تولید جریان مینماید. در قطب کاتد اکسیژن با یون و الکترون واکنش نشان داده و تولید آب و حرارت مینماید. این سلول به تنهائی ۰.۷ ولت نیروی محرکهٔ الکتریکی تولید می‌کند که برای روشنایی یک لامپ کوچک کافی میباشد. اگر این پیلها به صورت سری قرار گیرند قادر به تولید برق با توان چندین مگاوات میباشند.[
