مقاله و تحقیق دانشجویی

توضیحات :

دانلود فایل تحقیق غشاء در قالب Word در 64 صفحه قابل ویرایش.

بخشی از متن :

چكيده

امروزه برای توليد انرژی الکتريکی که در خانه ها و وسايل نقليه استفاده می شود ناگزير به استفاده از تکنولوژی های جديد برای صرفه جويی بيشتر در انرژی هستيم.يکی از روشهای توليد انرژی که امروزه مورد توجه قرار گرفته است استفاده از fuel cell يا پيل سوختی است که از جهات بازده بيشتر برای توليد انرژی:آلودگی کمتر محيط زيست وعمر طولانی که دارند:بسيار مطلوبتر ازسايروسايل تبديل انرژی مثل توربين گازی:موتور بنزينی وباتری هستند. پيل سوختی را ميتوان وسيله ای دوستدار محيط زيست ناميد :چرا که باتوجه به واکنشی که در آن روی ميدهد: تنها چيزی که از خود به جای می گذارد آب است( وقتی که سوخت آن هيدروژن باشد).اگر چه هيدروژن خالص يک سوخت عالی برای پيل سوختی است : اما تهيه :ذخيره سازی وتوزيع چنين سوختی به عنوان يک مسئله مطرح می شود. به عنوان يک راه حل عملی : پيشنهادميشود:هيدروژنی که در پيل سوختی به کار مي رود از واکنش رفرمينگ سوختهای در دسترس مثل متانول :گاز طبيعی :بنزين وگازوئيل تهيه شود.رفرمينگ بخار (SR) : اکسيداسيون جزئی (POX) ورفرمينگ Auto thermal (ATR) سه فرايند اصلی رفرمينگ برای توليد هيدروژن هستند.

يکی از مسايل مهمی که در پيل سوختی وجود دارد :خلوص هيدروژن است . حتی مقدارکمیCO در داخل هيدروژن (مثلا"بيشتر از 10ppm ) شديدا" باعث تخريب کاتاليست موجود در پيل سوختی می شود. يکی از روشهايی که می توان به وسيلهء آن COای که در گاز سنتزی ريفرمر توليد می شود را از بين برد :واکنش WGS است که با تبديل CO به CO2 و H2 به خلوص بيشتر هيدروژن کمک می کند . واکنش WGS به صورت زير انجام می شود:

CO2 + H2O CO + H2

از طرفی واکنش WGS بازگشت پذير و گرماده است که هر دوی اين موارد نامطلوب است . چون در دمای بالا واکنش به سمت توليد CO بر می گردد.به همين دليل راکتورهای پر شدهء قديمی که برای اين واکنش در نظر گرفته می شوند: بسيار بزرگ وسنگين بودند. گونهء جديدی از راکتورها که برای اين منظور به کار می روند : راکتورهای با غشاي سراميکی هستند که می توانند ميزان انجام واکنش را تا حد زيادی افزايش دهند ومحصول CO2 و H2 را به صورت جداگانه تحويل مي دهند.

با توجه به واکنش WGS: برای پيشرفت واکنش به سمت توليد CO2 و H2می توان COرا به صورتی پيوسته از محيط واکنش خارج کرد:به عبارت ديگر می توان CO2 را بوسيلهء نوعی جاذب که در محيط واکنش قرار می گيرد: جذب کرد ودر نتيجه واکنش به سمت توليد بيشتر CO2وH2 پيش می رود و در واقع درجه ء تبديل CO بهCO2 افزايش می يابد.بدين منظور طرحهايی بررسی شده است که در زير به آنها اشاره مي کنيم :طرح 1 جذب افزايشی WGS در راکتور پر شده وطرح 2 : شامل جذب افزايشیWGS در راکتور غشايی.در طرح 1جاذب CO2( hydrotalcite)را با کاتاليست واکنش WGS( Cu/Zno ) در يک بستر پرشده مخلوط کرده و اجازه داده ايم تا عمليات انجام شود.در طرح 2 راکتور غشايی که غشا آن از نوع سل ژل است و نسبت به CO2و H2 انتخابگری دارد استفاده شد.جاذبی که برای جداسازی CO2 به کار ميرود :در قسمت تراوای غشا قرار می گيرد.بنابراين هر دو محصول واکنش می توانند به وسيلهء غشا جدا شوند .در ضمن جذب CO2در قسمت تراوا می تواند درصد خلوص H2 را نيزافزايش دهد.

Hydrotalcite يک ماده جاذب خوب با بازگشت پذيری زياد CO2 است که طبق آزمايشات انجام شده حتی بخار آب روی بازگشت پذيری آن تاثيری ندارد.فرمول شيميايی آن به وسيلهء XRDکه روی آن انجام شد.

Mg0.645Al0.355(OH)2(CO3)0.178 0.105 (H2O) بدست آمد.

بنابراين وجود غشا در راكتور غشائي از مخلوط شدن واكنشگرها با محصولات واكنش جلوگيري مي‌كند و همچنين وجود جاذب Hydrotalcite باعث افزايش جذب دي اكسيد كربن و در نتيجه افزايش درصد خلوص هيدروژن مي‌شود.

مقدمه

امروزه براي توليد انرژي الكتريكي كه در خانه‌ها و وسايل نقليه استفاده مي‌شود، ناگزير به استفاده از تكنولوژيهاي جديد براي صرفه‌جويي بيشتر در انرژي هستيم. يكي از روشهاي توليد انرژي كه امروزه مورد توجه قرار گرفته است استفاده از fuel cell يا پيل سوختي است. پيل سوختي يك وسيله تبديل انرژي شيميايي به انرژي الكتريكي است.

يك پيل سوختي هيدروژن و اكسيژن را تبديل به آب كرده و در طي اين پروسه الكتريسيته توليد مي‌كند. يكي از وسيله‌هايي كه تا حد زيادي شبيه به پيل سوختي عمل مي‌كند، باتري است. اما يك باتري با مصرف مواد شيميايي ذخيره شده دروني‌اش و تبديل آنها به انرژي الكتريكي سرانجام از بين رفته و تمام مي‌شود و بايد دور انداخته شود و يا دوباره شارژ شود.در يك پيل سوختي مواد شيميايي دائماً درون سل‌هاي آن جريان دارد, بنابراين مادامي كه جريان مواد شيميايي درون سلها ادامه دارد , Fuel cell از كار نمي‌افتد و جريان الكتريسته ايجاد مي‌كند.

پيلهاي سوختي از جهات بازده بيشتر براي توليد انرژي ، آلودگي كمتر محيط زيست و عمر طولاني‌اي كه دارند بسيار مطلوب‌تر از ساير وسايل تبديل انرژي مثل توربين گازي، موتور‌بنزيني و باتري هستند. پيل سوختي را مي‌توان وسيله‌اي دوست‌دار محيط زيست ناميد چرا كه با توجه به واكنشي كه در آن روي مي‌دهد تنها چيزي كه از خود به جاي مي‌گذارد آّب است (وقتي كه سوخت آن هيدروژن است).