من برگشتم .ولي با يه تفاوت اونم اينكه الان سال آخر فوق ليسانس مهندسي شيمي دانشگاه تهرانم . سعي مي كنم اين دفعه بچه خوبي باشم و زود زود آپديت كنم .

آدم گاهي قاط مي زنه !

تسلیت به بر و بچه های Persianblog

استفاده از اسيد به عنوان الکتروليت از سال 1842 توسط گرو آغاز شد. او از اسيد سولفوريک استفاده کرد، اما اسيد فسفريک يک رساناي ضعيف الکتريسيته بوده و جذاب نبود. بنابراين  PAFCنسبت به ساير انواع پيل‌سوختي آهسته‌تر توسعه يافتند. در سال 1961، المر و تانر در مقاله‌اي به نام " پيل‌هاي‌سوختي با دماي مياني" موفقيت‌هاي تازه‌اي را منتشر ساختند. آنها تشريح نمودند که در آزمايشاتشان از الکتروليتي استفاده کردند که 35 درصد اسيدفسفريک و 65 درصد پودر سيليکاي چسبيده شده به يک واشر تفلوني دارد. آنها اذعان نمودند که بر خلاف اسيدسولفوريک، اسيدفسفريک تحت شرايط عملياتي پايداري خود را به لحاظ الکتروشيمي از دست نمي‌دهد.

مهمترين فعاليت‌ها در زمينه توليد پيل‌سوختي اسيد فسفريک در اواخر دهه 1960 تحت نام پروژهTARGET توسط گروهي متشكل از متخصصين صنايع برق و گاز آغاز شد. هدف اصلي از اين برنامه گسترش نيروگاه‌هاي توليد توامان برق‌وحرارت‌جهت‌مصارف خانگي‌وكوچك بود. پيل‌سوختي اسيد فسفريك به دليل عدم حساسيت بهCO₂ در اين زمينه مورد استفاده قرار گرفت.

تعداد 65 مولد پيل‌سوختي اسيد فسفريک با سوخت گاز طبيعي توسط شركت‌هاي سازنده موتور هواپيما  Patt و شركت Whitney  و با همکاري شرکت گاز آمريکا در  فاصله زماني 83-1969 در آمريكا، كانادا و ژاپن، نصب و راه اندازي گرديد. توان اين واحدها از 15 کيلووات در سال 1969 به 5 مگاوات در سال 1983 رسيد.

همچنين آزمايشگاه ملي لوس‌آلاموس مطالعات پيل‌سوختي را آغاز نمود و با هدف ساخت خودروي برقي يک خودروي گلف را با پيل‌سوختي اسيدفسفريک ارائه نمود.

افزايش ميزان تحقيقات به منظور پاسخ دادن به نيازهاي تجاري در زمينه توليد تجاري پيل‌هاي سوختي بوده و فعاليت هاي زيردر جهت پيشرفت پيل‌سوختي اسيد فسفريک به منظور دستيابي به بازارهاي تجاري انجام شد:

1. توليد، نصب و راه اندازي 48 واحد نيروگاه 40 کيلووات پيل‌سوختي اسيد فسفريک به منظور توليد همزمان برق و حرارت از سال 1976. اين پروژه با حمايت GRI و DOE انجام شد.

2. نصب نيروگاه‌هاي 1 مگاوات و 5/4 مگاوات جهت توليد انرژي الکتريکي توسط شرکت UTC همچنين نصب 245 واحد PC25 با توان 200 کيلووات را از سال 1990 به فروش رسانيد.

3. فعاليتهاي تحقيقاتي توسط شرکت‌هاي وستينگهاوس و انگلهارد در زمينه توسعه نيروگاه‌هاي پيل‌سوختي اسيد فسفريک (PAFC) با سيستم خنک کننده هوا يا روغن.

 بحران انرژي در سال 1973 سبب افزايش فعاليت ها در زمينه احداث نيروگاه‌هاي پيل‌سوختي اسيد فسفريک شد. اين پيشرفت‌ها نه تنها در ايالات متحده بلكه در ژاپن هم مشاهده شد.

در ژاپن برنامه Moonlight با پشتيباني دولت ژاپن، به توسعه فن‌آوري‌هايي با مصرف بهينه انرژي پرداخت. اين برنامه‌ها شامل ساخت و نصب دو نيروگاه يک مگاوات از پيل‌سوختي اسيد فسفريک مي‌شد.

پيل‌سوختي قليايي ( AFC )

پيل‌سوختي قليايي يکي از فن‌آوري‌هاي توسعه يافته مي‌باشد که از اواسط دهه 60 در برنامه آپولو و شاتل‌هاي فضايي ناسا به‌ کار گرفته شد. پيل‌سوختي در اين فضاپيماها هم برق جانبي مورد نياز و هم آب آشاميدني را تامين مي‌نمايد. در اين نوع پيل از اکسيژن و هيدروژن استفاده شده و الکتروليت آن نيز عموماً محلول هيدروکسيد پتاسيم است.

دماي عملياتي از 150 تا 220 درجه سانتيگراد متغير است و غلظت الكتروليت هيدروكسيد پتاسيم نيز با دما تغيير مي‌کند. الكتروليت مورد استفاده که محلول برپايه آب است  معمولاً در يك ماتريس متخلخل (از جنس آزبست) نگهداري مي‌شود. بازده اين نوع پيل‌سوختي درحدود %70 است و دانسيته توان آن در حد  300-100 است. طول عمر اين پيل‌سوختي بيش از 10000 ساعت مي‌باشد.  

    الكتروكاتاليست در پيل‌سوختي قليايي شامل نيكل، نقره و اكسيد‌هاي ‌فلزات است. در ميان پيل‌هاي ‌سوختي دما پايين، پيل‌ سوختي قليايي تنها نوعي است كه قابليت کاربرد كاتاليست‌هاي فلزات معمولي در آن وجود دارد.

در اين پيل‌سوختي يون‌هاي هيدروكسيل ( OH ̄ ) از كاتد به آند مي روند و با هيدروژن واکنش داده و توليد آب و الکترون مي‌کنند. الكترون‌هاي بوجود آمده در آند توسط يك مدار خارجي توان الكتريكي توليد مي‌كنند. اين مدار خارجي الكترون‌ها را به كاتد باز مي‌گرداند. آب توليد شده در آند به كاتد برگشته و در آنجا با الكترون‌ها و اكسيژن واكنش داده و موجب ساخته شدن يون‌هاي هيدروكسيل بيشتري مي‌شوند. اين يون‌ها درون الكتروليت نفوذ کرده و واكنش ادامه پيدا مي‌كند واكنش‌هاي شيميايي در آند و كاتد در ذيل آمده است . براساس اين واكنش‌ها پيل‌سوختي الكتريسيته و حرارت را به عنوان محصول جانبي توليد مي‌كند.

 از خصوصيات پيل‌سوختي قليايي حساسيت زياد آن به  CO₂موجود در هوا و يا سوخت است. CO₂ سريعاً با الکتروليت واکنش داده و موجب کاهش عملکرد پيل‌سوختي مي‌گردد. لذا اين نوع پيل‌سوختي بايستي در محيط بسته باشد و از اکسيژن و هيدروژن خالص استفاده كند و از واكنش‌هاي شيميايي اضافي و ايجاد كربنات جامد جلوگيري ‌شود.

جنبه مثبت پيل‌سوختي قليايي توليد ارزان است. کاتاليست مورد استفاده در اين نوع پيل از مواد متنوعي از قبيل نيکل، نقره و اکسيد فلزات است که از کاتاليست‌هاي ساير پيل‌هاي سوختي ارزانتر است.  

به علت احتمال نشت الكتروليت مايع و حساسيت به آلودگي پيل‌سوختي قليايي براي  كاربردهاي حمل و نقلي مناسب نيست. عملكرد يك پيل‌سوختي قليايي را در شكل مي‌بينيد.  

همچنين به دليل دماي پايين كاركرد و در نتيجه  شروع به کار سريع پيل‌سوختي کاربرد پيل‌سوختي قليايي به کاربردهاي فضايي کوچک و صنايع نظامي خاص محدود مي‌شود.

سرمایه هر دل حرفهایی است که برای نگفتن دارد.

خداییش شبیه مسیر پلنگ چال نیست ( قبل از رسیدن به پله نرده ای ها )

انصافا باید به اموات سرور بلاگفا .. فرستاد که جان آدمیزاد را بالا می آورد تا یک پست را بفرستد .

امروز می خواستم بعد از مدت ها روبرو با یکی از اساتید دانشکده رو در رو صحبت کنم . راستش یکی دو سال پیش سر یه موضوعی این استاد به اصطلاح محترم از دست من ناراحت شده بود و کلا با هم کنتاکت پیدا کردیم . ولی از اونجایی که من قطعا تا سه چهار ماه دیگه در دوران کارشناسی ارشد با این استاد روبرو می شدم ترجیح دادم پیشقدم بشم ولی امروز بعد از کلی معطلی چنان حال ما را در قوطی نمود این استاد که خفن ضایع شدم  خفن ........ .

در آلمان بيشترين تلاش‌ها در زمينه پيل‌سوختي قليايي توسط دو شركت زيمنس و وارتا (Varta) انجام شد. در اين شركت‌ها علاوه بر پيل‌سوختي قليايي تلاش براي توليد پيل‌هاي‌سوختي ديگر با الكتروليت‌هاي متفاوت نيز انجام مي‌شد. هر دو شركت بر روي پيل‌سوختي با سوخت هيدرازين و متانول كار مي‌كردند كه پس از چند سال كار بر روي اين سوخت‌ها، تلاش‌ها در اين زمينه‌ها متوقف شد.

در اوائل دهه 1970 شركت زيمنس پيل‌سوختي قليايي با سوخت (H₂-O₂) را به عنوان زمينه مناسب براي فعاليتهاي‌ بعدي انتخاب كرد. الكترود مورد استفاده در اين پيل از فلزات كمياب و گرانقيمت نبود. الكترودها عبارت بودند از "راني نيكل" (آلياژ نيکل و آلومينيم در آند و نقره در كاتد). كار بر روي  اين نوع پيل‌سوختي در شركت زيمنس ادامه پيدا كرد تا اينكه در نيمه‌هاي دهه هفتاد، يك واحد 6 كيلووات پيل‌سوختي قليايي با طراحي مهندسي قابل توجه جهت كاهش حجم ارائه شد. وزن اين واحد 85 كيلوگرم و توان و ولتاژ  توليدي آن 6 کيلووات در 48 ولت بود.

در ايالات متحده شرکت UTC مولد پيل‌سوختي 7 كيلووات را جهت کاربري در سفينه‌هاي فضايي و ماهواره‌ها توليد نمود. از دهه هفتاد تا کنون اين نوع پيل‌سوختي برق و آب مورد نياز براي سفينه هاي فضايي را تامين مي‌كند.

روش شعله:                                                                                                     Flame method

در اين روش انرژي شعله براي پيش بردن واكنشهاي شيميايي بين مواد اوليه كه منجر به تشكيل خوشه ها و بدنبال آن رشد بيشتر آنها براي توليد نانو ذرات از طريق واكنشهاي سطحي و يا تجمع مي شود، بكار مي رود.

جهت تشكيل شعله از يك اكسيد كننده، يك نوع سوخت و يك نوع پيش ماده كه همگي بايد در فاز بخار باشند استفاده مي شود. معمولاً از هوا يا اكسيژن به عنوان اكسيد كننده و از  متان يا پروپان و يا هيدروژن به عنوان سوخت استفاده مي شود و در صورتي كه هدف توليد نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم توسط اين روش باشد از ايزوپروپوكسايد تيتانيوم و يا از تتراكلريد تيتانيوم (TiCl₄) به عنوان پيش ماده استفاده مي شود.

اين روش نياز به يك سيستم آزمايشي دارد بطوريكه اين سيستم شامل قسمتهاي مختلفي از جمله مشعل كه در حكم راكتور مي باشد، حباب ساز يا تبخير كننده براي تبخير پيش ماده (پيش ماده عمدتاً در فاز مايع مي باشد) و تبديل آن به فاز بخار و حمل آن توسط جريان آرگون به سمت مشعل، روتامتر جهت اندازه گيري دبي جريانهاي ورودي به مشعل و سيستم جمع كننده براي جمع آوري نانو ذرات توليد شده، شامل يك فيلتر مي باشد كه در سر راه گازهايي كه به سمت هود مي روند و درست در بالاي مشعل با يك فاصله مناسبي قرار گرفته است بطوريكه ذرات و گازها توسط يك پمپ خلأ كه به فيلتر متصل است مكش مي شوند و ذرات روي فيلتر جمع مي شوند و گازها نيز به سمت هود هدايت مي شوند.

اطراف مشعل توسط پوششي از جنس كوارتز پوشانده مي شود تا شعله يكنواختي داشته باشيم. تبخير كننده، مشعل و تمام لوله هاي ارتباطي تا 20˚c بالاتر از دماي تبخيركننده حرارت داده مي شوند تا از كندانسه شدن پيش ماده در اين قسمتها جلوگيري شود.

بر حسب اينكه نحوه اختلاط سوخت و اكسيد كننده در مشعل چگونه باشد دو نوع مشعل خواهيم داشت و در نتيجه آن، روش شعله به دو دسته طبقه بندي مي شود:

- روش مشعل پيش آميخته (Premixed Flame): در اين روش سوخت و اكسيدان قبل از ورود به مشعل كاملاً با هم مخلوط مي شوند.

- روش مشعل نفوذي (Diffusion Flame): در اين روش سوخت و اكسيدان جدا از هم بوده و در حين احتراق با هم مخلوط مي شوند. همين موضوع سبب طويل شدن فرآيند احتراقي در دو بعد زمان و مكان نسبت به روش پيش آميخته مي شود. همچنين طول شعله در اين مشعل نسبت به مشعل پيش آميخته بلندتر بوده و تشعشع امواج حرارتي به علت وجود دوده در آنها بيشتر از مشعل پيش آميخته مي باشد.

عموماً طول شعله كه با چشم مشاهده مي شود بيشتر از آن چيزي است كه بر اساس اندازه گيري دما و غلظت حاصل مي شود. معمولاً طول شعله بين 65% تا 80% طول شعله مشاهده شده با چشم است.

منظور از طول شعله منطقه اي است كه در روي خط وسط حاصل از شعله در جهت محوري حداكثر دما مشاهده شده و همچنين در آن مخلوط به شكل استوكيومتريك مشاهده شود (با نمونه گيري گازي) در اكثر مواقع در مشعلهاي نفوذي اكسيدان معمولاً همسو با سوخت بكار مي رود. حداقل سرعت نسبي بين سوخت و اكسيد كننده، شعله­اي بلند را بوجود مي آورد.

ذراتي كه از طريق روش شعله توليد مي شوند توسط مواردي چون مخلوط واكنش دهنده و تركيب آنها، استفاده از افزودنيها ، ميدانهاي الكتريكي و خنك كردن سريع قابل كنترل هستند. افزودنيها بيشتر تركيب فازي و مورفولوژي ذرات توليد شده را كنترل مي كنند. به عنوان مثال اضافه كردن SnCl4 و AlCl3 در سنتز TiO2 از TiCl4 در يك مشعل نفوذي انتقال فاز آناتيز به روتايل را افزايش مي دهند و مساحت سطح كاهش مي­يابد .

در مقابل اضافه شدن SiCl₄ به TiO₂ از انتقال فاز آناتيز به روتايل جلوگيري مي كند و مساحت سطح مخصوص را افزايش مي دهد.

ميدانهاي الكتريكي جهت كنترل اندازه ذرات و توزيع آنها در مشعلهاي پيش آميخته و نفوذي بكار مي روند. بارهاي الكتريكي يا از طريق اسپري كردن يونها بدرون منطقه تشكيل ذرات و يا از طريق جذب يونهاي توليد شده در مشعل بطرف الكترودهايي كه در خارج قرار گرفته اند، بكار مي روند. ميدانهاي الكتريكي به صورت عمود بر جريان ذرات قرار مي گيرند و سبب كاهش زمان اقامت ذرات در دماهاي بالا مي شوند و از رشد و تجمع آنها جلوگيري مي كنند.

عمل خنك كردن سريع توسط يك نازل كه درست در بالاي  مشعل و قبل از سيستم جمع كننده قرار دارد انجام مي شود. حضور اين منطقه باعث كوتاه شدن زمان اقامت ذرات توليد شده در دماهاي بالا مي شود و در نتيجه از تجمع و رشد ذرات جلوگيري مي­كند و ذراتي با مساحت سطح بالا حاصل مي شوند. با داشتن اين منطقه خنك كننده در بالاي مشعل يكي كاهش سريع دما در حدود400˚c  داريم. جدول زير اثر حضور منطقه خنك كننده روي مساحت سطح ذرات توليد شده را نشان مي دهد.

 از مزاياي روش شعله اين است كه اين روش يك مرحله اي و پيوسته مي باشد، بنابراين در وقت و هزينه بسيار صرفه جويي مي شود. از ديگر مزاياي اين روش توليد نانو ذرات در مقادير زياد (در حد چند صد تن) مي باشد و همين موضوع سبب تجاري شدن اين روش در مقياسهاي بالا جهت سنتز نانو ذرات شده است. دبي توليد نانو ذرات در اين روش 25 تن به ازاء هر ساعت مي باشد. امروزه ساخت نانو ذرات TiO₂ در مقياس تجاري از طريق روش شعله انجام مي شود. همچنين اين روش، اندازه ذرات توليد شده را بخوبي كنترل مي كند.

اين روش براي تهيه تركيبات چند جزئي بسيار مناسب است چون طي يك مرحله تركيب چند جزء توليد مي شود مانند SiO₂ / TiO₂, pt / SiO₂, pt / TiO₂ و ... .

مواد اوليه بكار رفته در اين روش نسبت به روشهاي ديگر ارزان قيمت تر است. همچنين در اين روش مراحلي چون شستشوي رسوب، خشك كردن، جداسازي فاز جامد و مايع كه در روشهاي تهيه در فاز مايع وجود دارند، استفاده نمي شوند.

معايب اين روش در مقايسه با مزاياي آن بسيار كمتر است. مواردي چون برپا كردن سيستم آزمايشي (setup) جهت انجام آزمايش و همچنين توليد گازهاي خطرناكي همچون CO, HCl, Cl₂ را مي توان تا حدودي از معايب اين روش دانست.

نکته اول: به همه رفقا که امسال کنکور ارشد رو خوب نتیجه گرفتن مثل عليرضا علي عليرضا حميدرضا حمزه و .... تبريک مي گم .

نکته دوم: اين وبلاگ رويه ی وبلاگ قبليم رو دنبال مي کنه فقط اسمش عوض شده .

نکته سوم: واقعا بايد تاسف خورد که مملکتي که اين همه مخارن گازي وجود دارد مقدار ذخيره گاز صفره. يعني اگر به هر نحوي حتی 1 روز استخراج گاز با يه مشکل فني مواجه بشه بايد فاتحه مملکت رو خوند .