مروری بر غشاهای تبادل پروتون برای پیل‌های سوختی: مواد و ساخت

 

 مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت)  :پیل‌های سوختی غشای تبادل پروتون، با توجه به ماهیت عملیاتی کارآمد و پاک‌ترشان، دستگاه‌های تبدیل انرژی برای کاربردهای مختلف از جمله حمل و نقل محسوب می‌شوند. با این حال، هزینۀ بالای ساخت اجزای سیستم پیل سوختی همچنان مانع اصلی پذیرش عمومی‌ و تجاری‌سازی آنها است. استراتژی اصلی برای کاهش هزینۀ پیل‌های سوختی که برای پذیرش عمومی ‌آنها به عنوان منابع انرژی جایگزین در کاربردهای مختلف حیاتی است، کاهش هزینۀ الکترولیت و کاتالیزور است. الکترولیت یکی از مهم‌ترین اجزای پیل سوختی است و سهم عمده‌ای در هزینه‌ها دارد (بیش از 500 دلار در متر مربع، برای سری‌های تجاری نفیون). نفیون به طور گسترده‌ای به عنوان الکترولیت در PEMها استفاده می‌شود، اما علاوه بر هزینه‌های بالا، مانند رسانایی کم پروتون، افت عملکرد در دمای بالا و نرخ عبور سوختِ بالا، دارای محدودیت‌هایی نیز می‌باشد. بنابراین، توسعه و ساخت غشاهای الکترولیتی کم هزینه و با عملکرد بالا و دارای رسانایی بالاتر در محدوده دمایی گسترده‌تر، اولویت اصلی جامعۀ علمی ‌است. سال‌های اخیر شاهد تحقیقات گسترده‌ای در مورد آماده‌سازی، اصلاح، و خواص PEMهایی مانند غشاهای غیرنفیون (پلی­‌ایمیدسولوفنه‌شده (SPI)، پلی‌­بنزیمیدازول (PBI) پلی‌استایرن، پلی‌فسفازن، پلی­‌آریلن‌­اترکتون‌­سولفونه‌شده (SPAEK)، پلی‌­اتراترکتون سولفونه‌شده (SPEEK) پلی‌آریل‌سولفون­سولفونه‌شده (SPAS)، پلی­‌آریلن‌­اتر­نیتریل­‌سولفونه‌شده (SPEN)) و کامپوزیت‌های آنها با گنجاندن نانولوله‌های کربنی (CNT) عامل‌دار، گرافن‌­اکساید (GO) به عنوان پرکننده، برای غلبه بر مشکلات آنها بوده‌ایم. این مقاله، بررسی جامعی بر مواد غشا و ساخت با تمرکز بر PEMها ارائه می‌دهد. به طور خاص، این مقاله، ساز وکار اساسی درگیر در رسانایی پروتون، الزامات مهم، پس‌زمینۀ تاریخی،فناوری‌های دیگر، انواع، مزایا و معایب، پیشرفت‌های فعلی، اهداف آینده و جنبه‌های طراحی مرتبط با اصول ترمودینامیکی و الکتروشیمیایی، پارامترهای ارزیابی سیستم و چشم ‌اندازها را بررسی می‌کند.

 

 

دانلود متن کامل : مروری بر غشاهای تبادل پروتون برای پیل‌های سوختی: مواد و ساخت

DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.04.099

ترجمه و ویرایش : ملیحه سبزه کار