بزرگنمايي:

منابع تأمين انرژي سازگار با محيط زيست از جمله سلول‌هاي سوختي، انرژي خورشيدي و يا انرژي‌هاي بادي به عنوان يک فناوري جديد و اميدبخش در حوزه‌ي انرژي‌هاي جايگزين شناخته شده است.

حالت خاصي از سلول‌هاي سوختي، سلول‌هاي سوختي متانول مستقيم (DMFCs) است که متانول را به طور مستقيم و بدون استفاده از ماده‌ي اصلاح کننده به انرژي الکتريکي تبديل مي‌کند. اين سلول‌ها از جذاب ترين منابع انرژي با طيف وسيعي از کاربردهاي مختلف در دستگاه‌هاي الکترونيکي قابل حمل هستند.

يکي از اجزاي کليدي در سلول‌هاي سوختي متانولي، غشاي تبادل پروتون (PEM) است.

حسين بيدقي، مجري طرح اظهار داشت: در اين طرح تلاش شده است تا با کاربرد نانوذرات مغناطيسي اکسيد آهن کارايي غشاي تبادل پروتون افزايش داده شود. غشاهاي ساخته شده در طي اين مطالعه بر دو نوع مختلف غشاي جهت دهي شده و جهت دهي نشده پلي وينيل الکل/گرافن سولفونه/اکسيد آهن بوده است.

وي در خصوص اثر نانوذرات استفاده شده در ساخت غشا عنوان کرد: از جمله عوامل مهم در بهبود توان غشاهاي مورد استفاده در پيل سوختي متانولي، بهبود کانال‌هاي عبور پروتون در اين غشاهاست.

بيدقي خاطر نشان کرد: اين ويژگي را مي‌توان با جهت دهي نانوصفحات گرافن سولفونه در ماتريس غشاي پليمري ايجاد کرد. بدين ترتيب کانال‌هاي عبور پروتون در غشاء افزايش يافته و راندمان نهايي پيل سوختي بهبود مي‌يابد.

به گفته وي، در نمونه‌هاي ساخته شده، اصلاح سطح نانوصفحات گرافن سولفونه با نانوذرات مغناطيسي اکسيد آهن و اعمال ميدان مغناطيسي، منجر به جهت يافتن اين نانوصفحات شده است.

وي افزود:  نتايج آزمايش‌ها نشان داده که غشاي حاوي نانو صفحات جهت دهي شده علاوه بر هدايت پروتوني بهتر، استحکام مکانيکي و حرارتي بهتري نيز نسبت به غشاي تصادفي داشته‌اند.

اين محقق خاطر نشان کرد: همانگونه که قبلاً ذکر شد، اين غشاها کاربرد گسترده‌اي در صنعت پيل سوختي داشته و به همين دليل در تمامي حوزه‌هاي مرتبط با توليد انرژي و الکتريسيته از قبيل برق شهري، صنعتي، صنايع نظامي و حمل و نقل و وسايل قابل حمل مانند تلفن همراه و لپ تاپ کاربرد دارند.

وي افزود: حضور نانوذرات اکسيد آهن در ساختار اين نانوغشاها عامل اصلي افزايش توان غشاي ساخته شده است. اين تحقيقات در مقياس آزمايشگاهي صورت گرفته است.

حسين بيدقي- پژوهشگر پسا دکتراي دانشگاه صنعتي اميرکبير و دکتر مهران جوانبخت، عضو هيأت علمي اين دانشگاه، در انجام اين کار تحقيقاتي همکاري داشته‌اند. نتايج اين پژوهش در مجله‌ Industrial & Engineering Chemistry Research (جلد 54، شماره 28، سال 2015، صفحات 7028 تا 7037) منتشر شده است.