بررسی ترمودینامیکی عملکرد پیل سوختی

اختصاصی از ژیکو بررسی ترمودینامیکی عملکرد پیل سوختی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این پکیج حاوی مقالات در قالب های word , pdf , power point می باشد

فهرست مطالب

عنوان                                                                                           صفحه

فصل اول. Error! Bookmark not defined.

1-1-انرژی.. 2

1-2-صـورت های انـرژی.. 3

1-3-تبدیل صورتهای انرژی به یکدیگر. 7

1-4-منابع انرژی.. 8

1-5-انرژی مکانیکی.. 15

1-6-نگاه اجمالی.. 15

1-7-مفهوم انرژی مکانیکی.. 15

1-8-قانون پایستگی انرژی مکانیکی.. 15

1-9-سیر تحولی و رشد. 15

1-10-انرژی پتانسیل مکانیکی.. 16

1-11-انرژی پتانسیل گرانشی.. 16

1-12-انرژی جنبشی مکانیکی.. 16

1-13-نکته‌ای در مورد انرژی پتانسیل و جنبشی.. 17

1-14-پایستگی انرژی مکانیکی.. 17

فصل دوم. Error! Bookmark not defined.

2-1-ماشین الکتریکی.. 22

2-2-ژنراتور. 22

2-3-موتور. 23

2-4-ترانسفورماتور. 23

2-5-ماشین گرمایی.. 23

2-6-نگاه کلی.. 24

2-7-توان. 25

2-8-مثالهای روزمره 26

2-9-مثالهایی از موتور گرمایی.. 26

2-10-چرخه های تغییر فاز. 26

2-11-توسعه موتورهای گرمایی.. 27

2-12-نمونه ها 28

2-13-تولید الکتریسیته. 29

2-14-ژنراتور ها 30

2-15-کنترل فرکانس... 30

2-16-سیستم تحریک ژنراتور. 31

2-17-توربین ها 32

2-18-توربین بخار. 32

2-19-نیروگاه هسته ای.. 33

2-20-توربین گاز. 33

2-21-توربین آبی.. 34

2-22-توربین بادی.. 35

2-23-پانل های فتوولتاییک و خورشید گرمایی.. 36

2-24-تولید الکتریسیته به کمک علم الکترونیک... 38

2-25-روش تولید الکتریسیته الکتروشیمیایی.. 38

2-26-دیزل ژنراتور ها 39

2-27-روش زمین گرمایی.. 39

2-28-روش اقیانوس گرمایی.. 39

2-29-ذخیره انرژی الکتریکی.. 39

2-30-انتخاب نحوه تولید انرژی.. 40

2-31-مولد الکتریکی.. 41

2-32-پیشرفت.. 41

2-33-صفحه فارادی.. 42

2-34-دینام. 43

2-35-مولدهای MHD.. 44

2-36-تصورات غلط.. 44

2-37-تحریک... 44

2-38-مدار معادل. 45

2-39-مولدهای موجود در وسائل نقلیه. 46

فصل سوم. Error! Bookmark not defined.

3-1-مبدل. 49

3-2-ﻣﺒﺪل ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ اﻧﺮژی ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ: ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ اﻧﺮژی ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ ﺑﻪ ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ.. 52

3-3-اﺳﺎس ﮐﺎر ﻣﺒﺪل ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ اﻧﺮژی ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ.. 53

3-4-ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﻧﻤﻮﻧﻪ اوﻟﯿﻪ ﻣﺒﺪل. 56

3-5-اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت  در ﻣﺒﺪل. 57

3-6-ﻣﻮارد ﮐﺎرﺑﺮد ﻣﺒﺪل ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ اﻧﺮژی ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ.. 60

3-7-ﺑﺮﺧﯽ از راﻫﮑﺎرﻫﺎی ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزی ﻣﻮﻟﺪ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ اﻧﺮژی ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ.. 61

3-8-اﺳﺘﻔﺎده از روشﻫﺎی ﻫﯿﺒﺮﯾﺪی.. 62

3-9-اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد ﭘﯿﺰواﻟﮑﺘﺮﯾﮏ در ﺳﻄﺢ داﺧﻠﯽ ﺳﯿﻠﻨﺪرﻫﺎ 63

3-10-ﺗﻌﺒﯿﻪ ﺗﺮﻣﻮﮐﻮﭘﻞ روی ﺳﯿﻠﻨﺪرﻫﺎ 63

3-11-ﻣﺰاﯾﺎی ﻣﺒﺪل ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ اﻧﺮژی.. 63

فصل چهارم. Error! Bookmark not defined.

4-1-پیل سوختی.. 66

4-2-نحوه عملکرد. 67

4-3-تاریخچه پیل های سوختی.. 67

4-4-انواع پیل سوختی.. 68

4-5-مزایا 69

4-6-معایب.. 71

4-7-زمینه های مختلف استفاده از پیل های سوختی.. 71

4-8-بروزترین روش تولید پیل سوختی.. 72

4-9-مزایای پیل سوختی اکسید جامع. 72

4-10-پیل سوختی.. 73

4-11-بخش سوخت رسانی.. 75

4-12-مبدل سوخت.. 75

4-13-مبدل با سیستم بخار. 77

4-14-پیلهای سوختی برای وسایل قابل حمل الکترونیکی.. 79

4-15-پیل‎های سوختی در ایران باستان. 80

4-16-کاربردهای پیل سوختی نیروگاهی.. 81

4-17-جدیدترین راه تولید پیل سوختی.. 82

4-18-سوخت تازه برای پیل های سوختی.. 83

4-19-ساخت پیل سوختی با نیروی باکتری.. 84

4-20-توربین گازی.. 85

4-21-تاریخچه. 85

4-22-مبنای کارکرد. 85

4-23-انواع توربین گازی.. 87

4-24-توربین‌های گاز صنعتی برای تولید توان الکتریکی.. 87

4-25-توربین‌های گاز برای تولید انرژی مکانیکی.. 88

4-26-موتورهای جت.. 88

4-26-توربوشفت‌ها 89

4-27-توربوپراپ‌ها 89

4-28-سازندگان اصلی توربین گازی.. 90

4-29-مزایا و معایب توربین گازی.. 90

فصل پنجم. Error! Bookmark not defined.

5-1-نیروگاه چرخه ترکیبی.. 93

5-2-تاریخچه نیروگاه چرخه ترکیبی.. 94

5-3-انواع نیروگاه سیکل ترکیبی.. 95

5-4-نیروگاه چرخه ترکیبی خورشیدی.. 96

5-5-نگاهی دقیق تر به سیکل ترکیبی.. 97

5-6-طراحی نیروگاه سیکل ترکیبی.. 99

5-7-راندمان نیروگاههای دارای توربین گازی سیکل ترکیبی.. 100

5-8-احتراق تکمیلی و خنک‌کردن تیغه‌های توربین.. 100

5-9-سوخت نیروگاههای سیکل ترکیبی.. 100

5-10-بررسی بیشتر نیروگاههای سیکل ترکیبی.. 103

5-11-سیکل های ترکیبی بدون مشعل. 104

5-12-دو یا چند توربین گاز، دو یا چند بویلر و یک توربین بخار. 106

5-13-چند توربین گاز ، یک بویلر و یک توربین بخار. 108

5-14-یک توربین گاز ، یک بویلر و چند توربین بخار. 108

فصل ششم. Error! Bookmark not defined.

6-1-ﺗﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ﭘﯿﻞ ﺳﻮﺧﺘﯽ.. 113

6-2-ارزش ﺣﺮارﺗﯽ ﺣﺪ ﺑﺎﻻی ﻫﯿﺪروژن. 114

6-3-ارزش ﺣﺮارﺗﯽ ﺣﺪ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﻫﯿﺪروژن. 114

6-4-ﮔﺮﻣﺎی ﺗﺒﺨﯿﺮ آب.. 115

6-5-ﺗﺎﺛﯿﺮ دﻣﺎ 115

6-6-راﻧﺪﻣﺎن ﺗﺌﻮری ﭘﯿﻞ ﺳﻮﺧﺘﯽ.. 119

6-7-ﻣﺪﻝ ﺳﺎﺯﻱ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﮔﺎﺯ ﺑﺎ ﭘﻴـﻞ ﺳـﻮﺧﺘﻲ ﺍﻛﺴﻴﺪ ﺟﺎﻣﺪ. 125

6-8-ﻣﺪﻝ ﺳﺎﺯﻱ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮﺭ. 125

6-9-ﻣﺪﻝ ﺳﺎﺯﻱ ﻣﺒﺪﻝ ﺣﺮﺍﺭﺗﻲ.. 126

6-10-ﻣﺪﻝ ﺳﺎﺯﻱ ﭘﻴﻞ ﺳﻮﺧﺘﻲ ﺍﻛﺴﻴﺪ ﺟﺎﻣﺪ. 127

6-11-ﻭﻟﺘﺎژ ﻋﻤﻠﻜﺮﺩ ﭘﻴﻞ ﺳﻮﺧﺘﻲ ﺍﻛﺴﻴﺪ ﺟﺎﻣﺪ. 128

6-12-ﭘﻼﺭﻳﺰﺍﺳﻴﻮﻥ ﻓﻌﺎﻝ ﺳﺎﺯﻱ.. 128

6-13-ﭘﻼﺭﻳﺰﺍﺳﻴﻮﻥ ﺍﻫﻤﻲ.. 129

6-14-ﭘﻼﺭﻳﺰﺍﺳﻴﻮﻥ ﻏﻠﻈﺖ.. 131

6-15-ﻣﺤﻔﻈﺔ ﺍﺣﺘﺮﺍﻕ. 133

6-16-ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ.. 133

6-17-ﺗﻮﺭﺑﻴﻦ ﻗﺪﺭﺕ.. 134

6-18-ﻣﻌﺎﺩﻻﺕ ﺗﻌﺎﺩﻟﻲ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ.. 134

6-19-ﺑﺤﺚ ﻭ ﻧﺘﺎﻳﺞ.. 136

6-20-ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮﻱ.. 144

منابع و مآخذ. Error! Bookmark not defined.

تحقیق و بررسی در مورد تاریخچه پیل سوختی 12 ص

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد تاریخچه پیل سوختی 12 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

تاریخچه پیل سوختی

اگر چه پیل‌سوختی به تازگی به عنوان یکی از راهکارهای تولید انرژی الکتریکی مطرح شده است ولی تاریخچه آن به قرن نوزدهم و کار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر می‌گردد. او اولین پیل‌سوختی را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه "پیل‌سوختی" در سال 1889 توسط لودویک مند و چارلز لنجر به کار گرفته شد. آنها نوعی پیل‌سوختی که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف می‌کرد، ساختند. تلاش‌های متعددی در اوایل قرن بیستم در جهت توسعه پیل‌سوختی انجام شد که به دلیل عدم درک علمی مسئله هیچ یک موفقیت آمیز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.

فصلی دیگر از تاریخچه تحقیقات پیل‌سوختی توسط فرانسیس بیکن از دانشگاه کمبریج انجام شد. او در سال 1932 بر روی ماشین ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسیاری انجام داد. این اصلاحات شامل جایگزینی کاتالیست گرانقیمت پلاتین با نیکل و همچنین استفاده از هیدروکسیدپتاسیم قلیایی به جای اسید سولفوریک به دلیل مزیت عدم خورندگی آن می‌باشد. این اختراع که اولین پیل‌سوختی قلیایی بود، “Bacon Cell” نامیده شد. او 27 سال تحقیقات خود را ادامه داد تا توانست یک پیل‌سوختی کامل وکارا ارائه نماید. بیکون در سال 1959 پیل‌سوختی با توان 5 کیلووات را تولید نمود که می‌توانست نیروی محرکه یک دستگاه جوشکاری را تامین نماید.

تحقیقات جدید در این عرصه از اوایل دهه 60 میلادی با اوج گیری فعالیت‌های مربوط به تسخیر فضا توسط انسان آغاز شد. مرکز تحقیقات ناسا در پی تامین نیرو جهت پروازهای فضایی با سرنشین بود. ناسا پس از رد گزینه‌های موجود نظیر باتری (به علت سنگینی)، انرژی خورشیدی(به علت گران بودن) و انرژی هسته‌ای (به علت ریسک بالا) پیل‌سوختی را انتخاب نمود.

تحقیقات در این زمینه به ساخت پیل‌سوختی پلیمری توسط شرکت جنرال الکتریک منجر شد. ایالات متحده فن‌آوری پیل سوختی را در برنامه فضایی Gemini استفاده نمود که اولین کاربرد تجاری پیل‌سوختی بود.

پرت و ویتنی دو سازنده موتور هواپیما پیل‌سوختی قلیایی بیکن را به منظور کاهش وزن و افزایش طول عمر اصلاح نموده و آن را در برنامه فضایی آپولو به کار بردند. در هر دو پروژه پیل‌سوختی بعنوان منبع انرژی الکتریکی برای فضاپیما استفاده شدند. اما در پروژه آپولو پیل‌های سوختی برای فضانوردان آب آشامیدنی نیز تولید می‌کرد. پس از کاربرد پیل‌های سوختی در این پروژه‌ها، دولت‌ها و شرکت‌ها به این فن‌آوری جدید به عنوان منبع مناسبی برای تولید انرژی پاک در آینده توجه روزافزونی نشان دادند.

از سال 1970 فنآوری پیل‌سوختی برای سیستم‌های زمینی توسعه یافت. تحریم نفتی از سال1973-1979 موجب تشدید تلاش دولتمردان امریکا و محققین در توسعه این فن‌آوری به جهت قطع وابستگی به واردات نفتی گشت.

در طول دهه 80 تلاش محققین بر تهیه مواد مورد نیاز، انتخاب سوخت مناسب و کاهش هزینه استوار بود. همچنین اولین محصول تجاری جهت تامین نیرو محرکه خودرو در سال1993 توسط شرکت بلارد ارائه شد.

کاربردهای پیل سوختی نیروگاهی

بازار مولدهای نیروگاهی پیل‌سوختی بسیار گسترده است و کاربردهای دولتی، نظامی و صنعتی را شامل می‌شود. همچنین به عنوان نیروی پشتیبان در مواقع اضطراری در مخابرات، صنایع پزشکی، ادارات، بیمارستان‌ها، هتل‌های بزرگ و سیستم‌های کامپیوتری به کار می‌رود.

پیل‌های سوختی نسبتاً آرام و بی‌صدا هستند لذا جهت تولید برق محلی مناسبند. علاوه بر کاهش نیاز به گسترش شبکه توزیع برق، از گرمای تولیدی از این نیروگاه‌ها می‌توان جهت گرمایش و تولید بخار آب استفاده نمود.

این نیروگاه‌ها در مصارف کوچک بازدهی الکتریکی بالایی دارند و همچنین در ترکیب با نیروگاه‌های گاز طبیعی بازدهی الکتریکی آنها به 70-80% می‌رسد.

مزیت دیگر این نیروگاه‌ها عدم آلودگی محیط زیست است. خروجی نیروگاه‌های پیل‌سوختی بخار‌آب می باشد.

نیروگاه‌های پیل سوختی قابلیت استفاده از سوخت‌های مختلف مانند متانول، اتانول، هیدروژن، گاز طبیعی، پروپان و بنزین را دارند و مانند سایر نیروگاه‌ها محدود به استفاده از یک منبع انرژی خاص نیست. از زمانیکه اولین پیل‌سوختی نیروگاهی در دهه 60 تولید گشت، تا کنون در مجموع 650 سیستم کامل با توان بیش از 10 کیلووات (میانگین آن 200 کیلووات است) ساخته شد. تقریباً 90 درصد از این واحدها با گاز طبیعی تغذیه می شود. البته استفاده از سوخت‌های جایگزین نظیر بیوگاز و گاز ذغال نیز پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته است. در این بخش نیروگاه انواع متنوع پیل‌سوختی به کار رفته است. در ابتدا از پیل‌سوختی اسید فسفریک آغاز گردید و سپس پیل‌سوختی پلیمری و پیل‌سوختی کربنات مذاب جایگزین آن گشتند. در حالیکه پیل‌سوختی اکسید جامد در آینده بازار را به قبضه در خواهد آورد.

در بخش پیل‌های سوختی نیروگاهی کوچک (زیر 10 کیلووات) نیز رشد قابل ملاحظه‌ای را شاهد بودیم. تعداد این واحدها اکنون به 1900 رسیده است. این سیستم جهت مصارف خانگی و بازارهایی از قبیل UPS ونیروی پشتیبان در اماکن دوردست کاربری دارد. نیمی از محصولات در آمریکای شمالی توسعه یافته است.

در بخش سیستم‌های نیروگاهی کوچک 20 درصد سهم بازار را پیل‌سوختی اکسیدجامد و مابقی را پیل‌سوختی پلیمری تشکیل می‌‌دهد. بازار پیل‌سوختی کوچک در ژاپن که به مصارف خانگی اختصاص دارد، منحصراً با پیل‌سوختی پلیمری است و امید است تا انتهای سال 2005 محصولات به بازار عرضه گردند.

فروش تعدادی از واحدهای نیروگاهی کوچک آغاز شده است که از جمله آنها سیستم GenCore شرکت Plug Power می باشد(توان 5 کیلووات، 15000 دلار)

دولت ژاپن حمایت خود از توسعه پیل‌های سوختی نیروگاهی در ابعاد بزرگ را از سال 1980 آغاز نموده است و شرکت های ژاپنی گاز توکیو و Osaca از بزرگترین شرکت های توسعه دهنده این فن‌آوری می‌باشند.

انواع پیلهای سوختی

پیلهای سوختی در انواع زیر موجود می‎باشند:پیلهای سوختی اسیدفسفریکیپیلهای سوختی پلیمریپیلهای سوختی اکسید جامدپیلهای سوختی قلیاییپیلهای سوختی متانولی

مزایای پیل سوختی چیست؟

راندمان بالا، حداقل نشر آلاینده‎های زیست محیطی،امکان استفاده از سوختهای فسیلی و پاک، مدولار بودن و قابلیت تولید همزمان حرارت و الکتریسیته و استفاده در کاربردهای تولید غیرمتمرکز انرژی از جمله مزایای پیل سوختی می‎باشند.

روشهای تولید پیل سوختی

جدیدترین راه تولید پیل سوختی

تحقیق درمورد پیل سوختی 2

اختصاصی از ژیکو تحقیق درمورد پیل سوختی 2 دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دسته بندی : برق و الکترونیک ،مخابرات

فرمت فایل :  Doc ( قابلیت ویرایش و آماده چاپ ) Word

---

قسمتی از محتوی متن ...

تعداد صفحات : 43 صفحه

فهرست عناوین تاریخچه پیل سوختی پیل سوختی چیست؟
مشخصات عمومی پیل های سوختی یا فیولسل ها نقش الکترولیت در پیل سوختی انواع پیلهای سوختی کدامند؟
مزایای پیل سوختی چیست؟
چه سوختهایی می‎توانند در پیلهای سوختی بکار روند؟
کاربردهای پیل سوختی چیست؟
قیمت پیلهای سوختی چقدر است؟
آیا می‎توان از پیلهای سوختی برای انرژی مصرفی منازل استفاده نمود؟
روشهای تولید پیل سوختی سوخت تازه برای پیل های سوختی ساخت پیل سوختی با نیروی باکتری کاربردهای پیل سوختی نیروگاهی یکی دیگر از انگیزه های وسوه برانگیز بکارگیری پیل سوختی "هیدروژن 3 اوپل" دونده دو ماراتن، قهرمان مسابقات رالی سکوئل جنرال موتورز فناوری های مصرف هیدروژن - پیل سوختی Hydrogen & fuel cell  بهبود کارایی پیل‌های سوختی با الکترولیت‌های پلیمری تأمین انرژی پیل های سوختی مبتنی هیدروژن, سوخت مصرفی پیل ها روشهای تهیه هیدروژن پیل سوختی اسید فسفوریک (PAFN) کاربرد های پیل های سوختی اسید فسفریک کاربردهای پیل های سوختی درکشورهای مختلف نخستین‎‎ خودروهای‎ پیل‎ سوختی‎در ایران نانو بیوتکنولوژی نحوه تولید برق در پیل سوختی کاربردهای پیل سوختی فضایی پیل سوختی به جای باتری تاریخچه پیل سوختی اگر چه پیل‌سوختی به تازگی به عنوان یکی از راهکارهای تولید انرژی الکتریکی مطرح شده است ولی تاریخچه آن به قرن نوزدهم و کار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر می‌گردد.
او اولین پیل‌سوختی را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.
William grove واژه "پیل‌سوختی" در سال 1889 توسط لودویک مند و چارلز لنجر به کار گرفته شد.
آنها نوعی پیل‌سوختی که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف می‌کرد، ساختند.
تلاش‌های متعددی در اوایل قرن بیستم در جهت توسعه پیل‌سوختی انجام شد که به دلیل عدم درک علمی مسئله هیچ یک موفقیت آمیز نبود.
علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.
فصلی دیگر از تاریخچه تحقیقات پیل‌سوختی توسط فرانسیس بیکن از دانشگاه کمبریج انجام شد.
او در سال 1932 بر روی ماشین ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسیاری انجام داد.
این اصلاحات شامل جایگزینی کاتالیست گرانقیمت پلاتین با نیکل و همچنین استفاده از هیدروکسیدپتاسیم قلیایی به جای اسید سولفوریک به دلیل مزیت عدم خورندگی آن می‌باشد.
این اختراع که اولین پیل‌سوختی قلیایی بود، “Bacon Cell” نامیده شد.
او 27 سال تحقیقات خود را ادامه داد تا توانست یک پیل‌سوختی کامل وکارا ارائه نماید.
بیکون در سال 1959 پیل‌سوختی با توان 5 کیلووات را تولید نمود که می‌توانست نیروی محرکه یک دستگاه جوشکاری را تامین نماید.

متن بالا فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است.شما بعد از پرداخت آنلاین فایل را فورا دانلود نمایید

بعد از پرداخت ، لینک دانلود را دریافت می کنید و ۱ لینک هم برای ایمیل شما به صورت اتوماتیک ارسال خواهد شد.

دانلود مقاله کامل درباره معرفی پیل سوختی

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله کامل درباره معرفی پیل سوختی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 26

معرفی پیل سوختی / تاریخچه پیل سوختی /

اگر چه پیل‌سوختی به تازگی به عنوان یکی از راهکارهای تولید انرژی الکتریکی مطرح شده است ولی تاریخچه آن به قرن نوزدهم  و کار دانشمند انگلیسی سرویلیام گرو بر می‌گردد. او اولین پیل‌سوختی را در سال 1839 با سرمشق گرفتن از واکنش الکترولیز آب، طی واکنش معکوس و در حضور کاتالیست پلاتین ساخت.

واژه "پیل‌سوختی"  در سال 1889 توسط لودویک مند و چارلز لنجر به کار گرفته شد. آنها نوعی پیل‌سوختی که هوا و سوخت ذغال‌سنگ را مصرف می‌کرد، ساختند. تلاش‌های متعددی در اوایل قرن بیستم در جهت توسعه پیل‌سوختی انجام شد که به دلیل عدم درک علمی مسئله هیچ یک موفقیت آمیز نبود. علاقه به استفاده از پیل سوختی با کشف سوخت‌های فسیلی ارزان و رواج موتورهای بخار کمرنگ گردید.

فصلی دیگر از تاریخچه تحقیقات پیل‌سوختی توسط فرانسیس بیکن از دانشگاه کمبریج انجام شد. او در سال 1932 بر روی ماشین ساخته شده توسط مند و لنجر اصلاحات بسیاری انجام داد. این اصلاحات شامل جایگزینی کاتالیست گرانقیمت پلاتین با نیکل و همچنین استفاده از هیدروکسیدپتاسیم قلیایی به جای اسید سولفوریک به دلیل مزیت عدم خورندگی آن می‌باشد. این اختراع که اولین پیل‌سوختی قلیایی بود، “Bacon Cell” نامیده شد. او 27 سال تحقیقات خود را ادامه داد تا توانست یک پیل‌سوختی کامل وکارا ارائه نماید. بیکون در سال 1959 پیل‌سوختی با توان 5 کیلووات را تولید نمود که می‌توانست نیروی محرکه یک دستگاه جوشکاری را تامین نماید.

تحقیقات جدید در این عرصه از اوایل دهه 60 میلادی با  اوج گیری فعالیت‌های مربوط به تسخیر فضا توسط انسان آغاز شد. مرکز تحقیقات ناسا در پی تامین نیرو جهت پروازهای فضایی با سرنشین بود. ناسا پس از رد گزینه‌های موجود نظیر باتری (به علت سنگینی)، انرژی خورشیدی(به علت گران بودن) و انرژی هسته‌ای (به علت ریسک بالا) پیل‌سوختی را انتخاب نمود.

تحقیقات در این زمینه به ساخت پیل‌سوختی پلیمری توسط شرکت جنرال الکتریک منجر شد.  ایالات متحده فن‌آوری پیل سوختی را در برنامه فضایی Gemini استفاده نمود که اولین کاربرد تجاری پیل‌سوختی بود.

پرت و ویتنی دو سازنده موتور هواپیما پیل‌سوختی قلیایی بیکن را به منظور کاهش وزن و افزایش طول عمر اصلاح نموده و آن را در برنامه فضایی آپولو به کار بردند. در هر دو پروژه پیل‌سوختی بعنوان منبع انرژی الکتریکی برای فضاپیما استفاده شدند. اما در پروژه آپولو پیل‌های سوختی برای فضانوردان آب آشامیدنی نیز تولید می‌کرد. پس از کاربرد پیل‌های سوختی در این پروژه‌ها، دولت‌ها و شرکت‌ها به این فن‌آوری جدید به عنوان منبع مناسبی برای تولید انرژی پاک در آینده توجه روزافزونی نشان دادند.

از سال 1970 فنآوری پیل‌سوختی برای سیستم‌های زمینی توسعه یافت. تحریم نفتی از سال1973-1979 موجب تشدید تلاش دولتمردان امریکا و محققین در توسعه این فن‌آوری به جهت قطع وابستگی به واردات نفتی گشت.

در طول دهه 80 تلاش محققین بر تهیه مواد مورد نیاز، انتخاب سوخت مناسب و کاهش هزینه استوار بود. همچنین اولین محصول تجاری جهت تامین نیرو محرکه خودرو در سال1993 توسط شرکت بلارد ارائه شد.

انواع پیل‌سوختی و خصوصیات هر یک در جدول زیر مشخص است.

پیل سوختی قلیایی

پیل سوختی

متانولی

پیل سوختی

کربنات مذاب

پیل سوختی

اسید فسفریک

پیل سوختی

پلیمری

پیل سوختی

اکسیدجامد

الکترولیت

هیدروکسید پتاسیم

غشاء پلیمری

مایع کربنات مذاب ثابت

مایع اسید فسفریک ثابت

غشاء تعویض یونی

سرامیک

دمای عملیاتی

90-60

130-60

650

200

80

1000

بازده

60-40%

40%

60-45%

40-35%

60-40%

65-50%

توان تولیدی

تا 20 کیلووات

کمتر از 10 کیلووات

بیش از یک مگاوات

بیش از 50 کیلووات

تا 250 کیلووات

بیش از 200 کیلووات

کاربرد

زیر دریایی و فضایی

کاربردهای قابل حمل

نیروگاهی

نیروگاهی

وسائل نقلیه، نیرو گاهی کوچک

نیروگاهی

کارکرد و اهمیت پیل سوختی

شناخت کلی پیل‌سوختی

پیل‌‌سوختی نوعی سل الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی حاصل از واکنش را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. سازه و بدنه اصلی پیل‌سوختی از الکترولیت، الکترود آند و الکترود کاتد تشکیل شده است. نمای کلی یک پیل‌سوختی به همراه گازهای واکنش دهنده و تولید شده و مسیر حرکت یونها در شکل ارائه شده است.

پیل سوختی یک دستگاه تبدیل انرژی است که به لحاظ نظری تا زمانی که ماده اکسید کننده و سوخت در الکترودهای آن تأمین شود قابلیت تولید انرژی الکتریکی را دارد. البته در عمل استهلاک، خوردگی و بد عمل کردن اجزای تشکیل دهنده، طول عمر پیل‌سوختی را کاهش می‌دهد.

در یک پیل‌سوختی، سوخت‌ به طور پیوسته به الکترود آند و اکسیژن به الکترود کاتد تزریق می‌شود و واکنش‌های الکتروشیمیایی در الکترودها انجام شده و با ایجاد پتانسیل الکتریکی جریان الکتریکی برقرار می‌گردد. اگرچه پیل‌سوختی اجزاء و ویژگیهای مشابه یک باطری را دارد اما از بسیاری جهات با آن متفاوت است. باطری یک وسیله ذخیره انرژی است و بیشترین انرژی قابل استحصال از آن به وسیله میزان ماده شیمیایی واکنش دهنده که در خود باطری ذخیره شده است (عموماً در الکترودها) تعیین می‌شود. چنانچه ماده واکنش دهنده در باطری کاملاً مصرف شود، تولید انرژی الکتریکی متوقف خواهد شد (باطری تخلیه می‌شود). در باطری های نسل دوم ماده واکنش دهنده با شارژ مجدد، دوباره احیا می‌شود که این عمل مستلزم تأمین انرژی از یک منبع خارجی است. در این حالت نیز انرژی الکتریکی ذخیره شده در باطری محدود و وابسته به میزان ماده واکنش دهنده در آن خواهد بود.

گاز‌ اکسید کننده نظیر هوا یا اکسیژن خالص در الکترود کاتد که با صفحه الکترولیت در تماس است جریان پیدا می‌‌کند و با اکسیداسیون الکتروشیمیایی سوخت که معمولاً هیدروژن است و با احیاء اکسید کننده انرژی شیمیایی گازهای واکنش‌گر به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

از نظر تئوری، هر ماده‌ای که به صورت شیمیایی قابل اکسید شدن باشد و بتوان آن را به صورت پیوسته (به صورت سیال) به پیل‌سوختی تزریق کرد، می‌تواند به عنوان سوخت در الکترود آند پیل‌سوختی مورد استفاده قرار گیرد. به طور مشابه ماده اکسید کننده سیالی است که بتواند با نرخ منا‌‌سبی احیا شود.

گاز هیدروژن به دلیل تمایل واکنش دهندگی بالا به همراه چگالی انرژی بالا به عنوان سوخت ایده‌آل در پیل‌سوختی مورد استفاده قرار می‌گیرد. هیدروژن را می‌توان از تبدیل هیدروکربن‌ها از طریق واکنش ‌کاتالیستی، تولید و به صورتهای گوناگون ذخیره سازی‌کرد. اکسیژن مورد نیاز در پیل‌سوختی به طور مستقیم از هوا تهیه می‌شود. بر روی سطح الکترودهای آند و کاتد پیل‌سوختی واکنش اکسیداسیون و احیاء در ناحیه سه

تحقیق در مورد هیدروژن

اختصاصی از ژیکو تحقیق در مورد هیدروژن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 23

هیدروژن و پیل سوختی

مقدمه

مصرف گسترده و کلان انرژی حاصل ازسوختهای فسیلی اگرچه رشد سریع اقتصادی جوامع مدرن صنعتی را به همراه داشته است اما بواسطه نشر آلاینده های حاصل از احتراق و افزایش غلظت گاز کربنیک در اتمسفر و پیامدهای آن، جهان را با تغییرات برگشت ناپذیر و تهدید آمیزی مواجه ساخته است. افزایش دمای کره زمین، تغییرات آب و هوایی، بالا آمدن سطح آب دریاها و نهایتا تشدید منازعات بین المللی از جمله این پیامدها محسوب می شوند. از دیگر سوی اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمتها بیش از پیش بر اهمیت و لزوم جایگزین سیستم انرژی فعلی تاکید دارد.

مجموعه انرژیهای تجدید پذیر روز به روز سهم بیشتری در سیستم تامین انرژی جهان بعهده می گیرند. این منابع امکان پاسخگویی همزمان به هر دو مشکل اساسی منابع فسیلی را نوید می دهند. انرژیهای تجدید پذیر بویژه برای کشورهای در حال توسعه از جاذبه بیشتری برخوردار است، لذا در برنامه ها و سیاستهای بین المللی از جمله در برنامه های سازمان ملل متحد در راستای توسعه پایدار جهانی، نقش ویژه ای به منابع تجدید پذیر انرژی محول شده است اما سازگار کردن این منابع انرژی با سیستم فعلی مصرف انرژی جهانی هنوز با مشکلاتی همراه است که بررسی و حل آنها حجم مهمی از تحقیقات علمی جهان را دردهه های اخیر به خود اختصاص داده است

کارشناسان بر این باور هستند که با جایگزینی انرژیهای پاک بجای انرژیهای پاک بجای انرژیهای پاک بجای انرژیهای حاصل از سوختهای فسیلی می توان از میزان آلودگیهای زیست محیطی کاست. از خطرات ناشی از جلوگیری به عمل آورد.

در دهه 1980 میلادی شواهد علمی نشان می داد که انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از فعالیتهای انسانی خطراتی را برای آب و هوای جهان بوجود آورده است و به این ترتیب افکار عمومی، لزوم ایجاد کنفرانسهای بین المللی دوره ای و تشکیل پیمان نامه ای برای حل این مساله را احساس کرد. در سال 1997 میلادی کنوانسیون تغییرات آب و هوایی با هدف تثبیت غلظت گازهای در اتمسفر تا سطحی که از تداخل خطرناک فعالیتهای بشر با سیستم آب و هوایی جلوگیری شود، پروتکل کیوتو را مطرح نمود و به موجب این پروتکل کشورهای صنعتی ملزم به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شوند.

هدف نهایی این کنوانسیون دستیابی به تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر تا سطحی است که از تداخل خطرناک فعالیتهای بشر با سیستم آب و هوایی جلوگیری نماید . چنین سطحی باید در یک چهار چوب زمانی کافی حاصل گردد تا اکوسیستمها بطور طبیعی خود را با تغییرات آب و هوایی وفق دهند و اطمینان حاصل شود که امنیت غذایی تهدید نمی شود و توسعه اقتصادی بطور پایدار ایجاد می گردد؛ از انرژیهای تجدید پذیر روز به روز سهم بیشتری در سیستم تامین انرژی جهان را به عهده می گیرد.

منابع انرژی تجدیدپذیر بصورت تناوبی در دسترس هستند و بخودی خود قابل حمل یا ذخیره سازی نیستند و به همین خاطر نمی توانند بصورت سوخت بخصوص در بخش حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرند. تا کنون متداولترین سوخت جهت استفاده در بخش حنل و نقل در بسیاری از کشورهای دنیا بنزین و گازوئیل بوده است.

خودروهایی که سوخت بنزین با گازوئیل مصرف می کنند موجب انتشار مواد مضر و آلاینده با ترکیبات شیمیایی پیچیده می شوند. با آنکه تنمیدات مختلفی جهت کاهش در کشورهای پیشرفته بکار گرفته شده است، لیکن این برنامه ها در شهرهای بزرگ مسئله تولید مواد آلاینده را به حد کاهی کاهش نداده است. وقتی سوختهای فسیلی با ترکیب هیدروکربورهای مختلف بطور ناقص می سوزد، منو اکسید کربن تولید می شود که ماده ای بسیار سمی است. برخی ترکیبات کربن ترکیبات موجود در سوخت به صورت نسوخته و ذرات جامد کربن روی هم انباشته شده و به همراه هیدروکربورهای نسوخته بصورت دوده خارج می شود و در مجاورت نور خورشید با ترکیبات اکسیدهای نیتروژن حاصل از احتراق ترکیب شده و تولید ازن می نماید.

سوختهای پاک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی ذاتی هستند که آنها را پاک تر از بنزین با ساختار و ترکیبات فعلی درعمل احتراق می نماید. این سوختهای جایگزین حین احتراق، هیدروکربورهای نسوخته کمتری تولید کرده و مواد منتشره حاصل از احتراق آنها دارای فعالیت شیمیایی کمتری برای تشکیل مواد سمی دیگر می باشد؛ در ضمن استفاده از سوختهای جایگزین شدت افزایش و انباشته شدن دی اکسید کربن که سبب گرم شدن زمین می شود را نیزکاهش می دهد. معرفی سوختهای جایگزین با توجه به ملاحظات فنی اقتصادی منابع گسترده موجود برخی از آنها در ایران، همچنین بدلیل روند رو به رشد مصرف سوختهای مایع هیدروکربوری در کشور که هر ساله موجب ضرر و زیان هنگفت به بودجه عمومی و محیط زیست کشور می شود از اهمیت قابل توجهی برخوردار شده است.

ویژگیهای سوخت هیدروژنی

هیدروژن یکی از عناصری است که در سطح زمین به وفور یافت می شود. این عنصر در طبیعت بصورت خالص وجود ندارد و آنرا می توان توسط روشهای مختلف از سایر عناصر بدست آورد هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح بعنوان حامل جدید انرژی