پاورپوینت پیل سوختی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

یک پیل سوختی دستگاهی برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی از سوخت های مختلف (در طرف آند) و اکسید کننده (در طرف کاتد) است . این واکنش در یک محیز الکترولیتی انجام می شود.
انواع مختلفی از پیل سوختی وجود دارند که هریک از لحاظ عملکرد با دیگری متفاوت هستند
لیکن عموما اتم های هیدروژن از آند وارد پیل سوختی می گردند و در آنجا یک واکنش شیمیایی منجر به جدا شدن یک الکترون از آنها می شود .

1.مقدمه:
تعریف:

اسلاید 2 :

2.معرفی و تاریخچه:
معرفی:
پیل سوختی دستگاهی است الکتروشیمیایی که انرژی شیمیایی حاصل از یک واکنش را به انرژی الکتریکی مفید تبدیل می کند .

عملکرد پیل سوختی مانند باتری نیست که انرژی دخیره کند ، بلکه در پیل سوختی حالتی از انرژی به حالتی دیگر تبدیل می شود ، به طوریکه در این تبدیل مواد داخل پیل مصرف نمی شوند

در مقایسه با با باتری ها برتری مطلق پیل سوختی به عنوان یک مولد دائمی مطرح است . بدین ترتیب توان و عمر پیل های سوختی خیلی بهتراست

اسلاید 3 :

معرفی و تاریخچه:
مقایسه روش های سنتی تبدیل انرژی با پیل سوختی:
در مقایسه با ژنراتورها که در آنها ابتدا با سوزاندن سوخت انرژی شیمیایی ذخیره شده به گرما و سپس به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود ، به دلیل حذف سوختن ، بازده بالاتری بدست آمده و از آلودگی های متداول نیز خبری نیست

اسلاید 4 :

معرفی و تاریخچه:
مقایسه راندمان تبدیل انرژی پیل سوختی و دیگر روش ها:

اسلاید 5 :

معرفی و تاریخچه:
تاريخچه پیل سوختی:
در قرن نوزدهم و سرویلیام گرو اولين پيلسوختي را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه "پيلسوختي" در سال 1889 توسط لودويک مند و چارلز لنجر به كار گرفته شد. آنها نوعي پيلسوختي که هوا و سوخت ذغالسنگ را مصرف ميکرد، ساختند.

فصلي ديگر از تحقیقات بر روی پيلسوختي توسط فرانسيس انجام شد. او در سال 1932 بر روي ماشين ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسياري انجام داد. اين اختراع اولين پيلسوختي قليايي بود، “Bacon Cell” ناميده شد.

اسلاید 6 :

معرفی و تاریخچه:
تاريخچه پیل سوختی:
اوايل دهه 60 میلادی با اوج گيري فعالیتهای مربوط به تسخیر فضا، مركز تحقيقات ناسا به پیل های سوختی روی آورد

تحقيقات در اين زمينه به ساخت پيلسوختي پليمري توسط شركت جنرال الكتريك منجر شد

از سال 1970 فنآوري پيلسوختي براي سيستمهاي زميني توسعه يافت

طول دهه 80 تلاش محققين بر تهيه مواد مورد نياز، انتخاب سوخت مناسب و كاهش هزينه استوار بود

اسلاید 7 :

معرفی و تاریخچه:
تاريخچه پیل سوختی:
اولين محصول تجاري جهت تامين نيرو محركه خودرو در سال1993 توسط شركت بلارد ارائه شد

اسلاید 8 :

نحوه عملکرد پیل سوختی:
هر پیل سوختی دارای :
دو الکترود (آند و کاتد)
یک الکترولیت ما بین این دو الکترود
غشا به منظور جدا کردن دو بخش پیل

اسلاید 9 :

نحوه عملکرد پیل سوختی:
هیدروژن بر روی یک کاتالیزور واکنش داده و تولید یک یون با بار مثبت یا پروتون ( H+ )و الکترون با بار منفی ( e- )میکند.

پروتون به وجود آمده از محیط الکترولیت گذرمی کند.

الکترون در فضای مدار حرکت میکند و تولید جریان می نماید
در قطب آند:

اسلاید 10 :

نحوه عملکرد پیل سوختی:
در قطب کاتد:
اکسیژن با یون و الکترون واکنش نشان داده و تولید آب و حرارت مینماید که از سیستم خارج می شوند

اسلاید 11 :

مزایا و معایب پیل سوختی:
مزایا پیل سوختی:
آلودگي ناشي از سوزاندان سوختهاي فسيلي را حذف نموده

نشر گازهاي گلخانه اي به صفر مي رسد.

با نصب پيلهاي سوختي نيروگاهي كوچك، شبكه غيرمتمركز نيرو گسترده مي گردد

پيل هاي سوختي راندمان بالاتري نسبت به سوختهاي فسيلي متداول نظير نفت و بنزين دارد
.
پتانسيل توليد سوخت، غيرمتمركز فراهم خواهد شد.

پيلهاي سوختي در مقايسه با موتورهاي متداول بسيار بي صدا هستند

اسلاید 12 :

مزایا و معایب پیل سوختی:
مزایا پیل سوختی:
انتقال گرما از پيلهاي دما پايين بسيار كم مي باشد.

زمان عملكرد آنها از باتريهاي متداول بسيار طولاني تر است

سوختگيري مجدد پيلهاي سوختي به راحتي امكان پذير مي باشد و هيچگونه اثرات حافظه اي بر جاي نمي گذارد.
بعلت عدم وجود اجزاي متحرك نگهداري از آنها بسيار ساده مي باشد.

نصب و بهره برداري از پيل هاي سوختي بسيار ساده و مقرون به صرفه مي باشد.

پيل هاي سوختي مدولار مي باشند يعني براحتي توان توليدي از آنها قابل افزايش مي باشد.

اسلاید 13 :

مزایا و معایب پیل سوختی:
مزایا پیل سوختی:
اين مولدها قابليت توليد همزمان برق و حرارت را دارند.

امكان استفاده از سوختهاي تجديدپذير و سوختهاي فسيلي پاك در آنها وجود دارد
.
به ميكروتوربين ها متصل مي گردند.

پيل سوختي به تغيير بار الكتريكي پاسخ مي دهد.

پيل سوختي امكان توليد برق مستقيم با كيفيت بالا را دارد.

دانسيته نيروي بالا دارد

اسلاید 14 :

مزایا و معایب پیل سوختی:
معایب پیل سوختی:
سوختگيري پيل هاي سوختي مشكل اصلي پيلهاي سوختي است

تبديل هيدروكربن به هيدروژن از طريق مبدل هنوز با چالش هايي روبروست و هنوز فن آوري كاملاً پاك نمي باشد.

برد خودروهاي پيل سوختي كوتاهتر و زمان سوختگيري و استارت زدن طولاني تري نسبت به خودروهاي متداول دارند.

اسلاید 15 :

مزایا و معایب پیل سوختی:
معایب پیل سوختی:
پيل هاي سوختي از باتريهاي متداول سنگين تر هستند و محققين در پي كاهش وزن آنها مي باشند.

توليد پيل سوختي بدليل نداشتن خط توليد هنوز گران است.

برخي پيلهاي سوختي از مواد گرانقيمت استفاده مي كنند.

اين فن آوري هنوز كاملاً توسعه نيافته و محصولات كمي از آن موجود است.

اسلاید 16 :

انواع پیل سوختی:
بر اساس نوع الکترولیت ، اکسید کننده و سوخت:
(PEMFC ) پیل سوختی پلیمری

(AFC ) پیل سوختی قلیایی

(PAFC) پیل سوختی اسید فسفریک

(MCFC) پیل سوختی کربنات مذاب

(SOFC) پیل سوختی اکسید جامد

DMFC پیل سوختی متانولی

اسلاید 17 :

انواع پیل سوختی:
۱) پیل سوختی غشاء پروتون(PEMFC )
پیلهای سوختی غشاء پروتون دارای غشاء پلیمری جامد هستند که در حال حاضر عمدتًا غشاء Nafion دراین پیل سوختی بکار برده می شود
برای سرعت بخشیدن به واکنش، یک کاتالیست پلوتونیومی در دو سطح غشاء الکترولیت استفاده می شود.

مزایا و معایب

اسلاید 18 :

انواع پیل سوختی:
۱) پیل سوختی غشاء پروتون(PEMFC )
واکنشهای انجام شده در آند و کاتد:

اسلاید 19 :

انواع پیل سوختی:
۲) پیل سوختی قلیایی(AFC)
پیل سوختی قلیایی با هیدروژن و اکسیژن خالص کار می کند

از محلول هیدروکسید پتاسیم در آب بعنوان الکترولیت استفاده می کنند

درجه حرارت کارکرد ،بین ٦٠ تا ٨٠ درجه سانتیگراد می باشد.
مزایا و معایب

اسلاید 20 :

انواع پیل سوختی:
واکنشهای انجام شده در آند و کاتد:
۲) پیل سوختی قلیایی(AFC)