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 الكتروليت، الكترود آند و الكترود كاتد تشكيل شده است.

اسلاید 2 :

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 3 :

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 4 :

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 5 :

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 6 :

نحوه عملکرد پيل سوختي

  • هيدروژن به سمت آند هدايت مي شود و با از دست دادن الکترون به پروتون تبديل مي شود.
  • در کاتد هوا دميده مي شود تا اکسيژن مورد نياز مهيا شود.
  • اکسيژن الکترونها را از کاتد مي گيرد و به يون تبديل ميشود و در الکتروليت باقي مي ماند.
  • ماده سراميکي بکار رفته به يونهاي اکسيژن اجازه مي دهد تا از ميان آن عبور کنند.
  • پروتون با يون اکسيژن ترکيب مي شود و آب توليد مي کند و از طرف آند خارج مي شوند.
  • الکترونهاي توليد شده در اين واکنش اکسايش-کاهش باعث ايجاديک اختلاف پتانسيل در دو سر پيل مي شوند. (مدار خارجي)

اسلاید 7 :

پيل سوختي اسيد فسفريک

  • الکتروليت: با غلظتي در حدود %100
  • محدوده دماي كاركرد: بين 150 تا 220 درجه سانتيگراد
  • كاتاليست: پلاتين
  • ماتريس نگهداري اسيد:

   كاربيد سيليكون

  • توان: 200 کيلووات
  • آزمايش:

  در واحدهايي با توان 11 مگاوات

  • بازده الكتريكي: 45%-40%

اسلاید 8 :

پيل سوختي قليايي

  • غلظت الكتروليت هيدروكسيد پتاسيم با دما تغيير مي‌کند.
  • محدوده دماي عملياتي: از 150 تا 220 درجه سانتيگراد
  • يك ماتريس متخلخل (از جنس آزبست) جهت نگهداري الكتروليت که محلول برپايه آب است.
  • الكتروكاتاليست:

   نيكل، نقره و اكسيد‌هاي ‌فلزات

  • بازده: درحدود %70
  • طول عمر: بيش از 10000 ساعت
  • حساسيت زياد به CO2
  • ارزاني کاتاليست

اسلاید 9 :

پيل سوختي کربنات مذاب

  • الكتروليت: تركيبي ازكربنات مذاب نمك‌ها درماتريسي از جنس LiAlO2
  • دو نوع ترکيب پرکاربرد: ترکيب كربنات سديم و کربنات ليتيم و يا کربنات پتاسيم وکربنات ليتيم
  • دماي كاركرد:

600 تا 700  درجه  سانتيگراد

  • آند: نيكل كاتد: اكسيد نيكل
  • بازده: حدود %60 درصد
  • حساسيت كمتر نسبت به مسموميت CO
  • پيچيدگي كار با الكتروليت مايع
  • نياز به تزريق CO2در كاتد براي جبران يون‌هاي كربنات الكتروليت مصرف شده در واكنش‌هاي آند

اسلاید 10 :

پيل سوختي اکسيد جامد

  • الكتروليت جامد سراميكي نازك به جاي الكتروليت مايع
  • محدوده دماي عملكرد:

 600 -1000 درجه سانتيگراد

  • دو ساختار صفحه اي و لولهاي
  • طول عمر: بيش از 40000 ساعت
  • تنوع در سوخت مورد استفاده
  • امکان تبديل مستقيم سوخت‌ هيدروکربني بدون نياز به مبدل سوخت
  • راندمان بالا 60-45 درصد، در ترکيب با يک توربين 70%
  • امکان بکارگيري در مولدهاي توامان برق و حرارت
در متن اصلی پاورپوینت به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر پاورپوینت آن را خریداری کنید