بررسي فعالسازي پيل سوختي پليمري به روش جريان ثابت، پتانسيل ثابت و روش تركيبي و ارائه روشي جديد در فرآوري الكترود نفوذ گازي بر اساس تكنيك فرا صوت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

در اين رساله به بررسي روش¬هاي فعالسازي MEA در پيل سوختي پليمري پرداخته شد تا بتوان درك بهتري از مكانيسم فعالسازي MEA بدست آورد و براساس آن روش¬هاي فعالسازي سريع¬تر و مؤثرتري در بهبود عملكرد پيل ارائه نمود. در بررسي روش¬هاي فعالسازي MEA بعد از مونتاژ پيل، اثر سه روش فعالسازي متداول (روش ولتاژ ثابتV 6/0، جريان ثابتA cm-2 25/0 و روش ارائه شده توسط انجمن پيل سوختي امريكا (USFCC)) بر عملكرد MEA در طول دوره فعالسازي و بعد از آن در شرايط عملياتي واقعي پيل سوختي پليمري مورد مقايسه قرار گرفت و از ميان آن¬ها با توجه به ساختار MEA بهترين روش از لحاظ سريع و مؤثر بودن روش ولتاژ ثابت V 6/0 به مدت 6 ساعت معرفي گرديد. نتايج حاصل از آزمايشات الكتروشيميايي در طول دوره فعالسازي نشان دادند در هر سه فرايند فعالسازي مورد نظر با گذشت زمان مقدار مقاومت اهمي غشاء و محدوديت در انتقال جرم گونه¬ها به سطح كاتاليست كاهش مي¬يابد و همچنين فعاليت كاتاليست با گذشت زمان بهبود مي¬يابد. با بررسي اثر تغيير غلظت واكنشگر بر عملكرد MEA فعال شده، مرتبه واكنش كاهش اكسيژن، 8/0، و دانسيته جريان نرمال شده نسبت به فشار اتمسفر در ولتاژ V 9/0، mA cm-2Pt 4/0 محاسبه شد كه با نتايج ارائه شده در مقالات مطابقت دارد. بعد از مرحله فعالسازي، عملكرد سه MEA ¬فعال شده در شرايط عملياتي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان دادند روش فعالسازي MEA اثر برگشت ناپذيري بر خصوصيات بين سطحي MEA مي¬گذارد كه حتي در محدوده وسيعي از شرايط عملياتي قابل جبران نمي¬باشد. فعالسازي MEA به روش A cm-2 25/0 نسبت به دو روش ديگر در كسب بهترين عملكرد، روش مؤثري نيست. حتي اگر زمان طولاني صرف فعالسازي آن گردد (حدود 14 ساعت) و يا اگر MEA فعال شده به اين روش در شرايط مختلف عملياتي قرار بگيرد باز هم عملكرد ضعيفي را نشان مي¬دهد. ماكزيمم دانسيته توان توليدي آن در دماي oC 75 ، فشار kPa 34 و رطوبت نسبي گاز كاتدي 30 % ، در حدود 20 % كمتر از دو MEA ديگر مي¬باشد.

217913

شيمي فيزيك

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان