چاپ

سرزمين ايرانيان- امروزه به علت نگراني‌هاي مربوط به گرمايش جهاني، رشد جمعيت و همچنين کاهش سريع منابع نفتي جهان استفاده از منابع جديد انرژي مورد توجه قرار گرفته است. از جمله حامل‌هاي انرژي که مي‌تواند جايگزين مناسبي براي سوخت‌هاي فسيلي باشد، هيدروژن است.

ابزاري که با بازدهي بالا و آلايندگي نزديک به صفر مي‌تواند هيدروژن را به برق مورد استفاده در کاربردهاي نيروگاهي و خودرو تبديل کند، «پيل سوختي» است و با توجه به مزيت‌هايي که هيدروژن نسبت به سوخت‌هاي ديگر دارد، شايد بتوان ادعا کرد که عصر آينده، عصر هيدروژن خواهد بود.

در اين راستا محققان دانشگاه کاشان در فاز آزمايشگاهي به دانش ساخت ميکرو راکتورهايي دست يافتند که مي‌تواند به کمک آن هيدروژن ناخالص توليد شده در مراکز صنعتي را تصفيه کند.

دکتر عبدالله ايرانخواه از اعضاي هيأت علمي دانشگاه کاشان و مجري طرح با اشاره به ضرورت خالص‌سازي گاز هيدروژن پيش از استفاده از آن به‌ عنوان خوراک پيل سوختي گفت: پيل سوختي وسيله‌اي است که انرژي شيميايي را مستقيماً به انرژي الکتريکي تبديل مي‌کند. هيدروژن مورد استفاده به‌عنوان خوراک در پيل‌هاي سوختي بايد خالص‌سازي شود.

وي با بيان اينکه خالص‌ سازي هيدروژن در سامانه‌ي فراورش سوخت در دو مرحله انجام مي‌شود که معمولاً حدود 50 درصد حجم سامانه را اشغال مي‌کند، ادامه داد: از اين رو استفاده از يک فرايند جايگزين به‌ منظور کاهش حجم سامانه حائز اهميت خواهد بود و بر اين اساس در اين تحقيق فرايند خالص‌سازي دومرحله‌اي با يک فرايند تک‌ مرحله‌اي جايگزين شده است.

به گفته وي در اين راستا ميکرورآکتور نانوساختاري طراحي شد که عضو اصلي فرايند تک‌ مرحله‌اي خالص‌سازي هيدروژن خواهد بود.

اين محقق اضافه کرد: با جايگزيني سامانه‌هاي رايج با سامانه‌ ميکرورآکتوري طراحي‌ شده در اين طرح هم فضاي اشغال شده و هم هزينه‌هاي مربوط به فرآيند کاهش چشمگيري خواهد داشت.

ايرانخواه با تاکيد بر اينکه خالص‌سازي هيدروژن در سامانه‌ فراورش سوخت طي دو مرحله‌ دما بالا (300 تا 500 درجه سانتيگراد) و دما پايين (200 تا 250 درجه سانتيگراد) انجام مي‌شود که بيش از 50 درصد اين سامانه را اشغال مي‌کند، خاطر نشان کرد: نتايج به ‌دست‌آمده در طرح حاضر موجب خواهد شد تا حجم عظيم رآکتوري دومرحله‌اي واکنش انتقال آب-گاز با يک مرحله با دماي متوسط جايگزين شود.

اين عضو هيات علمي دانشگاه کاشان خاطرنشان کرد: در اين فرايند تک‌مرحله‌اي از يک نانوکاتاليست جديد به‌جاي کاتاليست‌هاي معمول فروکروم و مس/روي/آلومينيوم استفاده شده است. استفاده از اين نانوکاتاليست موجب شده تا فرايند خالص‌سازي هيدروژن با سرعت و کيفيت بالاتري صورت گيرد.

ايرانخواه افزود: در طرح حاضر يک کاتاليست با ترکيب شيميايي Ni-K/CeO2 سنتز شده و بر روي يک صفحه از جنس فولاد زنگ نزن با استفاده از روش الکتروفورتيک پوشش داده شده است و در داخل ميکروراکتور شياردار در محدوده دمايي 300 تا 390 درجه‌ سانتيگراد فعاليت بسيار خوبي از خود نشان داده است. مورفولوژي لايه‌ کاتاليستي با استفاده از روش پراش اشعه‌ ايکس، ميکروسکوپ الکتروني روبشي و ميکروسکوپ نوري سه‌بعدي مورد بررسي قرار گرفته است.

وي هدف از اين تحقيق را دستيابي به بهترين پوشش کاتاليستي جهت به دست آوردن بالاترين ميزان فعاليت واکنشي دانست و يادآور شد: در اين تحقيق به بررسي تأثير پارامترهاي مهم فرايند الکتروفورتيکي يعني زمان و ولتاژ اعمالي بر پوشش کاتاليستي پرداخته شده است.

اين محقق تاکيد کرد: با توجه به نتايج به ‌دست‌آمده در شرايط بهينه ميزان تبديل مونواکسيد کربن 93 درصد بوده است.

نتايج اين تحقيقات که حاصل همکاري دکتر عبدالله ايرانخواه عضو هيأت علمي و مهسا بازدار دانشجوي مقطع کارشناسي ارشد دانشگاه کاشان است، در مجله Energy & Fuels با ضريب تأثير 3.91 منتشر شده است.