علمی فناوری 09:01 - 01 مرداد 1396
دستاورد محققان نوشیروانی بابل؛
محققان دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل به منظور ایجاد منابع تولید انرژی‌های پاک، اقدام به ساخت پیل‌های سوختی میکروبی کرده‌اند.

ساخت پیل‌های سوختی میکروبی برای تولید انرژی های پاک

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، با توجه به کاهش روزافزون منابع سوخت‌های فسیلی و آلودگی ناشی از سوختن این منابع برگشت ناپذیر، تحقیقات در زمینه‌ انرژی‌های نو و تجدیدپذیر، در اولویت پژوهش‌های بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است.

پیل‌های سوختی میکروبی به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر نه تنها باعث آلودگی محیط زیست نمی‌شود؛ بلکه به طور مستقیم در جهت کاهش آلودگی نیز عمل می‌کند. به همین دلیل، به گزینه‌ مناسبی برای اهداف تحقیقاتی و ارتقای آن‌ها به یک محصول صنعتی تبدیل شده‌اند.

به گفته‌ دکتر مصطفی رحیم‌نژاد، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، محققان این طرح نیز تلاش کرده‌اند با بهبود یکی از اجزای مهم پیل سوختی میکروبی، یعنی الکترود آن، در جهت بومی‌سازی فناوری ساخت آن به عنوان یک منبع تأمین انرژی دوستدار محیط زیست گام بردارند.

وی افزود: الکترود ساخته شده نانوبیوکامپوزیتی متشکل از سلولز باکتریایی و پلیمرهای رساناست و جایگزینی مناسب برای الکترودهای گران قیمت رایج در پیل سوختی میکروبی خواهد بود.

رحیم نژاد اظهار داشت: نتایج حاکی از این است که الکترود ساخته شده می‌تواند بهبود چشمگیری در عملکرد پیل جهت تولید توان و جریان الکتریسیته ایجاد کند.

به گفته وی، نتایج کار فوق برای صنایع الکترونیک و وسایل الکترونیکی کم مصرف نظیر حسگرها و صنایع باطری‌سازی نوین قابل استفاده خواهد بود. همچنین در بخش تصفیه‌ پساب کارخانجات و فاضلاب‌های شهری جهت کاهش بار آلی آن‌ها و همچنین حذف فلزات سنگین و مواد خطرناک دیگر نیز کاربرد خواهد داشت.

رحیم‌نژاد در خصوص تفاوت شاخص این طرح با پژوهش‌های مشابه عنوان کرد: اگرچه تحقیقات گسترده‌ای در سراسر دنیا در زمینه‌ پیل‌های سوختی میکروبی به ویژه قسمت الکترود آن صورت گرفته است، اما می‌توان وجه تمایز این کار تحقیقاتی را با دیگر کارها در استفاده از سلولز باکتریایی به عنوان بستری برای ساخت یک نانوبیوکامپوزیت پلیمری رسانا و کاربرد آن به عنوان الکترود دانست.

وی افزود: یکی از اجزای مهم در پیل‌های سوختی میکروبی الکترودهای آند و کاتد هستند. الکترودهای رایج مورد استفاده در پیل سوختی میکروبی عموماً از جنس گرافیت، کربن پارچه‌ای و یا کربن کاغذی است که افزون بر قیمت تمام شده بالا و آلودگی‌های زیست محیطی نهان در فرآیند ساخت این جنس الکترودها، فناوری ساخت آن‌ها نیز تقریباً انحصاری است.

وی تاکید کرد: این درحالی است که الکترود به کار رفته در این طرح ارزان بوده و بار آلودگی زیست محیطی کمتری تولید می‌کند. همچنین قابلیت بومی‌سازی نیز دارد.

به گفته‌ رحیم‌نژاد، سلولز باکتریایی، الیاف درهم تنیده نانومتری است که به وسیله‌ی میکروارگانیسم‌های خاصی تولید می‌شود. پوشش دهی این الیاف با پلیمر رسانای پلی آنیلین و تبدیل شدن آن‌ها به نانوالیاف رسانا، منجر به تولید یک الکترود مناسب با سطح فعال بالا برای پیل سوختی میکروبی شده است. نانوالیاف رسانای ساخته شده همچنین قدرت کاتالیزوری بالایی در واکنش‌های اصلی در پیل از خود نشان داده‌است.

وی گفت: آزمون‌های FE-SEM، FT-IR و XRD موفقیت آمیز بودن این الکترود را تأیید کرده اند. همچنین از آزمون‌های ولتامتری چرخه ای(CV)، امپدانس الکتروشیمیایی(EIS)، آزمون توان و پلاریزاسیون به منظور تعیین بهبود عملکرد الکترود و پیل سوختی میکروبی بهره گرفته شده است.

این محقق با اشاره به نحوه‌ عملکرد پیل‌های سوختی در کاهش آلودگی‌ها عنوان کرد: در پیل‌های سوختی میکروبی، میکروارگانیسم‌ها نقش بیوکاتالیزورها را برعهده دارند. در این سیستم، منبع تغذیه میکروارگانیسم‌ها مواد زائد و دور ریختنی و آلوده کننده‌ی محیط زیست نظیر پساب کارخانجات است. لذا میکروارگانیسم‌ها هم زمان با تولید انرژی الکتریسیته، مواد آلاینده را نیز تصفیه می‌کنند.

وی بیان کرد: الکترودهای این پیل‌ها از سلولزهای باکتریایی ساخته شده و جایگزینی ارزان قیمت برای الکترودهای متداول نظیر الکترودهای گرافیتی خواهند بود. این تحقیقات در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است.

این تحقیقات از همکاری دکتر مصطفی رحیم‌نژاد، دکتر مهدی مشکور- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم کشاورزی گرگان- و مهرداد مشکور- دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل- صورت گرفته است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Power Sources با ضریب تأثیر ۶/۳۹۵ (جلد ۳۲۵، سال ۲۰۱۶، صفحات ۳۲۲ تا ۳۲۸) منتشر شده است.


9284490
 
پربازدید ها
پر بحث ترین ها

مهمترین اخبار علمی فناوری

علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» گروه جدیدی از ماهواره‌های «استارلینک» شرکت «اسپیس‌ایکس» قرار بود روز پنجشنبه ۲۸ مارس از کالیفرنیا پرتاب شوند، اما این پرتاب یک روز به تعویق افتاد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» پژوهشگران نانوحسگر زیست‌الکترونیکی ساختند که می‌تواند به صورت مستمر روی سلول‌های قلب نظارت داشته باشد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» نسخه جدید Grok از ۱۲۸ هزار توکن پشتیبانی می‌کند و عملکردش به GPT-4 نزدیک‌تر شده است.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» بیدارشدن از خواب با دست‌های سفت یک مشکل نسبتا شایع است.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» به‌زودی با یک قابلیت جدید می‌توانید میزان رم مصرفی مرورگر مایکروسافت اج را محدود کنید.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» برای اولین‌بار فیلمی از ربات انسان‌نما Unitree که بدون عملگرهای هیدرولیک پشتک می‌زند را مشاهده می‌کنید.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» معاون آموزشی وزارت علوم گفت: پذیرش یک دانشجوی ایرانی در پردیس‌ها‌ی بین المللی به ازای هر ۴ دانشجوی خارجی است.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» طبق اسکرین‌شات فاش‌شده، هواوی گوشی‌های سری P70 را در تاریخ ۲ آوریل (۱۴ فروردین ۱۴۰۳) معرفی خواهد کرد.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» معاون تربیت بدنی و سلامت گفت: کمتر از ۱۰ درصد مدارس کشور به فضاهای ورزشی استاندارد مجهز هستند.
علمی فناوری
«باشگاه خبرنگاران» عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی گفت: به دلیل تنوع اقلیمی در ایران، شروع آلرژی بهاره در سراسر کشور در یک زمان نیست.

مشاهده مهمترین خبرها در صدر رسانه‌ها

صفحه اصلی | درباره‌ما | تماس‌با‌ما | تبلیغات | حفظ حریم شخصی

تمامی اخبار بطور خودکار از منابع مختلف جمع‌آوری می‌شود و این سایت مسئولیتی در قبال محتوای اخبار ندارد

کلیه خدمات ارائه شده در این سایت دارای مجوز های لازم از مراجع مربوطه و تابع قوانین جمهوری اسلامی ایران می باشد.

کلیه حقوق محفوظ است