پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود پاورپوینت بررسی پیل سوختی ( کاربرد ، مزایا و معایب)
فصل اول
معرفی پیل‌های سوختی و مزایا و معایب آنها
مقدمه:
از نظر منابع انرژی، بشر تاکنون چهار عصر را پشت سر گذاشته است. عصر اول، عصر «زیست‌توده» است که در طی آن، انرژی مورد نیاز بشر از طریق سوزاندن شاخ و برگ درختان تأمین می شده است. با کشف زغال سنگ و خواص احتراقی آن، بهره برداری از این ماده به عنوان یک منبع تولید انرژی حرارتی توسعه فراوانی یافت. با کشف نفت و شناخت مزایای آن نسبت به زغال سنگ، به ویژه در حوزه حمل و نقل، به تدریج بهره‌گیری از زغال سنگ کاهش یافت و نفت خام جایگزین آن شد، تا جاییکه در فاصله زمانی کوتاهی بخش اعظم انرژی مورد نیاز بشر از نفت خام و مشتقات آن تامین می‌گردید. اما در اثر احتراق نفت، گاز دی‌اکسید کربن تولید می‌شود که یک گاز گلخانه‌ای بوده و سبب آب شدن یخ‌ها و در نهایت، گرم شدن هوا خواهد شد. از این رو، گاز طبیعی به سبب ارزان و در دسترس بودن و همچنین کاهش آلودگی زیست محیطی، در کنار نفت به عنوان منبع دیگری برای تولید انرژی مورد استفاده قرار گرفت.
امروزه، به علت نگرانی‌های مربوط به گرم شدن هوا، رشد جمعیت، پیشرفت فناوری و همچنین، کاهش سریع منابع نفتی جهان، استفاده از منابع جدید انرژی مورد توجه قرار گرفته است. از جمله موادی که می‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی باشد، هیدروژن است و وسیله‌ای که با استفاده از آن می‌توان از هیدروژن انرژی گرفت، «پیل سوختی» نام دارد. با توجه به مزیت‌هایی که هیدروژن نسبت به سوخت‌های دیگر دارد، شاید بتوان ادعا کرد که «عصر آینده، عصر هیدروژن خواهد بود.»
در این بخش پیل سوختی به عنوان یکی از مهم‌ترین ابزارهای مبدل انرژی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. انواع، ساختار و نحوه عملکرد آنها معرفی می‌شود. در پایان مزایا و معایب پیل‌های سوختی بیان شده و در بخش بعد چگونگی تاثیر فناوری نانو بر بهبود ساختار و عملکرد آنها مورد بررسی قرار می‌گیرد.
پیل سوختی چیست ؟
پیل سوختی وسیله‌ای است که انرژی شیمیایی سوخت را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. برخلاف باتری‌ها که به علت محدود بودن مقدار ماده‌ی واکنش دهنده در مخزن باتری، پس از مدتی نمی‌توانند انرژی لازم را تأمین کنند، در پیل سوختی مواد واکنش دهنده به صورت پیوسته وارد پیل شده و فرآورده‌ها به صورت پیوسته خارج می‌شوند، بنابراین پیل سوختی می‌تواند به صورت پیوسته کار کند. همچنین به دلیل اینکه تبدیل انرژی به طور مستقیم روی می‌دهد از بازدهی بالایی برخوردار است. در پیل سوختی گاز هیدروژن به عنوان سوخت مصرف شده و از واکنش آن با اکسیژن، علاوه بر انرژی الکتریکی، آب و حرارت نیز تولید می‌گردد. به عبارت دیگر در این تبدیل، عکس واکنش الکترولیز آب رخ می‌دهد.
ساختمان پیل سوختی
یک پیل سوختی از سه جزء اصلی تشکیل شده است: الکترود آند، الکترود کاتد و الکترولیت یا غشاء.گاز هیدروژن که به عنوان سوخت به کار می‌رود، به الکترود آند وارد شده و در آنجا با از دست دادن الکترون، اکسایش می‌یابد. طی این واکنش یون هیدروژن مثبت (+H) و الکترون تولید می‌شوند. یون‌های هیدروژن به همراه الکترون‌ها از کاتد به آند منتقل شده که این انتقال از طریق الکترولیت صورت می‌گیرد. انتقال الکترون از طریق یک مدار خارجی صورت پذیرفته و سبب ایجاد جریان مستقیم (DC) می‌شود. بنابراین مصرف کننده‌های جریان متناوب (AC) از مبدل‌های جریان مستقیم به متناوب استفاده می‌کنند. اکسیژن موجود در کاتد با الکترون‌ها و یون‌های هیدورژن واکنش داده و آب تولید می‌کند.
بیشتر بدانید
اصطلاح اکسایش، پیش‌تر برای واکنش‌های ترکیب مواد با اکسیژن به کار می‌رفت و کاهش به عنوان برداشتن اکسیژن از یک ترکیب اکسیژن‌دار، تعریف می‌شد. اما امروزه اکسایش و کاهش بر اساس تغییر عدد اکسایش تعریف می‌شود. اکسایش فرآیندی است که در آن عدد اکسایش یک اتم افزایش می‌یابد و کاهش، فرآیندی است که در آن عدد اکسایش یک اتم کم می‌شود.
فرمت فایل: Powerpoint (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 39
حجم: 1.44 مگابایت