طراحی و ساخت تک سل پیل سوختی هوا-روی

پیل سوختی روی-هوا یک منبع انرژی بسیار نوین به منظور استفاده در مقیاس صنعتی بوده که هنوز در مرحله تدوین تکنولوژی قرار دارد. این نوع پیلها با داشتن مزایایی چون دانسیته انرژی نسبتا بالا، ولتاژ کاری نسبتا خوب و عدم تولید مواد سمی و مخرب محیط زیست، میتواند به عنوان سوخت پاک در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد. هر تک سل الکتروشیمیایی از آند با سوخت روی، کاتد به نام الکترود نفوذ گاز، جداکننده مکانیکی و الکترولیت پتاسیم هیدروکساید تشکیل می شود. در این پژوهش واکنش احیای اکسیژن بر روی نانو خوشه های پلاتین (20% pt/c تجاری) در محیط قلیائی بر روی الکترود کربن گلاسه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از کارایی این کاتالیست برای واکنش احیای اکسیژن در محیط قلیایی می باشد. سپس با کاتالیست فوق الکترود گاز نفوذی سه لایه ساخته شد؛ لایه اول لایه گاز نفوذ است که از کربن ولکان و تفلون به نسبت 70:30 ساخته شد، لایه دوم لایه فعال است که از نانو خوشه-های پلاتین و تفلون به نسبت 70:30 ساخته و این دو لایه در آخر برروی لایه سوم که توری نقره است نشانده شد. عملکرد الکترود ساخته شده در دماهای 30، 35، 40 و 45 درجه سانتی گراد و غلظت های 0/5، 1، 2، 3 و 4 مولار مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج حاصل نشان داد که شیب تافل الکترود ساخته شده در غلظت 0/5 مولار (دما(c°): شیب تافل 30: 100، 35: 119/2، 40: 103/2 و 45: 121/8) میباشد. سپس اثر غلظت الکترولیت بر روی الکترود بررسی شد که نتایج حاکی از این است که احیای اکسیژن در الکترود نفوذ گاز ساخته شده از مسیر دو الکترونی تبعیت میکند و بالاترین انرژی فعالسازی در غلظت 4 مولار مشاهده شد. در نهایت تک سل هوا-روی ساخته و منحنی پلاریزاسیون و دانسیته توان سل ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت: این سل داری ولتاژ مدار باز 1/346 ولت و در ولتاژ 0/73 ولت دانسیته جریان 166/5 حاصل شد.