اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدحماية الكترودات محللة كهروكيميائية لانتاج الهيدروجين باستخدام المواد البوليميرية
Protect the electrodes electrochemical electrolyze to produce hydrogen using polymeric materials
845
0 86
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
هذا البحث يركز على استخدام مواد جديدة لها قدرة العمل كمضاد تآكلي لحل المشاكل المتعلقة بالكترودات محملات انتاج الهيدروجين. خاصة و ان معظم المحملات يعتمد على استخدام الكترودات غالية الثمن.
This research focuses on the use of new materials have the ability to act as an anti-corrosion for the resolution of problems relating to electrodes analyzers the production of hydrogen. Especially that most analyzers based on the use of electrodes are expensive.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
يركز هذا البحث على استخدام مواد جديدة تعمل كمضاد للتآكل لحل المشاكل المتعلقة بالكترودات محللات إنتاج الهيدروجين. تم استخدام الكترودات من الستانلس ستيل مع مواد بوليميرية مثل البولي فينيل الكحولي (PVA) وحمض الأكريليك (AAC) والبولي إيثيلين غليكول (PEG) كمثبطات للتآكل. أظهرت النتائج أن كفاءة المثبط تصل إلى 97% عند تركيز 3mg/l من المادة البوليميرية. تمت دراسة العلاقة بين زمن تشغيل المحللة وإنتاجية الغاز قبل وبعد إضافة المادة البوليميرية، وأظهرت النتائج أن إضافة 3mg من المادة البوليميرية تحسن أداء المحللة وتزيد من إنتاجية الغاز وتمنع تسمم الوسيط الكهرليتي.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يقدم البحث حلاً مبتكراً لمشكلة تآكل الكترودات محللات إنتاج الهيدروجين باستخدام مواد بوليميرية رخيصة وفعالة. ومع ذلك، يمكن تحسين البحث من خلال تقديم تفاصيل أكثر حول آلية التفاعل بين المواد البوليميرية والالكترودات. كما أن الدراسة لم تتناول بشكل كافٍ تأثير العوامل البيئية المختلفة على كفاءة المثبطات، وهو ما يمكن أن يكون له تأثير كبير في التطبيقات العملية.
أسئلة حول البحث
-
ما هي المواد البوليميرية المستخدمة في البحث كمثبطات للتآكل؟
تم استخدام البولي فينيل الكحولي (PVA) وحمض الأكريليك (AAC) والبولي إيثيلين غليكول (PEG) كمثبطات للتآكل.
-
ما هي كفاءة المثبط المستخدم في البحث؟
كفاءة المثبط تصل إلى 97% عند تركيز 3mg/l من المادة البوليميرية.
-
كيف تؤثر المادة البوليميرية على إنتاجية الغاز في المحللة؟
إضافة 3mg من المادة البوليميرية تحسن أداء المحللة وتزيد من إنتاجية الغاز وتمنع تسمم الوسيط الكهرليتي.
-
ما هي التوصيات التي قدمها البحث لتحسين أداء المحللات التي تعاني من مشاكل تآكل الأقطاب؟
يوصي البحث بإضافة 3mg من المادة البوليميرية الجديدة إلى المحللات التي تعاني من مشاكل تآكل الأقطاب لزيادة إنتاجية الغاز ومنع تسمم الوسيط الكهرليتي.
المراجع المستخدمة
Chunshan Soug "Overview of Hydrogen production options for Hydrogen energy development, fuel-cell fuel processing and mitigation of CO2emissions" Proc. 20th international Pittsburgh coal conference, step. 15-19, 2003, Pittsburgh, pa, USA paper No. 3-40
Eric Goodger and Ray Vere "Avitiation fuels technology" Higher and further education division, Macmillan publishers ltd 1985
Argonne national laboratory "Basic research needs for solar energy utilization" Report of the basic energy science workshop on solar energy utilization April 18-21, 2005
قيم البحث
اقرأ أيضاً
إن إنتاج الهيدروجين، كمصدر حامل للطاقة، من خلال التحليل الكهربائي للماء يمكن أن يكون مجديا اقتصاديا باستخدام الطاقة الكهربائية من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية. في هذا البحث تم دراسة إنتاج الهيدروجين الشمسي باستخدام محللة كهروشمسية تعتمد ع
لى تقانة غشاء التبادل البوليميري صنعت محليا في كلية الهندسة التقنية بطرطوس. الدراسات التجريبية تم إنجازها بطريقتين مختلفتين: الأولى الربط المباشر لمحللة الهيدروجين مع المنظومة الفوتو فولتية. الطريقة الثانية تم تصميم نظام لمحللة هيدروجين كهروشمسية يتكون من العناصر التالية: مجموعة PV، تعقب نقطة الطاقة القصوى (MPPT)، محول DC-DC، و الذي يستخدم لتشغيل النظام على أقصى قدر من طاقة النظام الكهروضوئية في جميع الأوقات لتزويد المحللة بالتيار الكهربائي اللازم، خزان هيدروجين. أظهرت النتائج بان الطريقة الثانية اكثر فعالية و ذات كفاءة عالية بالمقارنة مع الطريقة الأولى نظرا" لتغير شدة الإشعاع الشمسي خلال اليوم الواحد. تببن النتائج ايضا" أن بعض الإضافات مثل (KOH) يلعب دور مهم في تعزيز عملية التأين للسائل الكتروليتي و تحسين تدفق الهيدروجين.
تم في هذا البحث دراسة عملية الإرجاع الكهركيميائي للهدروجين, والعوامل المؤثرة على كمون الإرجاع.
حيث درس تأثير تغيير تركيز الحمض على انزياح المنحنيات الفولط - أمبيرومترية المعبرة عن عملية الإرجاع, وبالتالي تأثيره على كل من قيمة كمون الإرجاع لشوارد اله
يدرونيوم على المستوى الزئبقي, وسرعة تفاعل الإرجاع الحاصل.
وقد تم بعدها إضافة البيريدين كمادة عضوية لحجم محدد من الحمض بتركيز ثابت, وأوجدت العلاقة بين حجم البيريدين المضاف مع كل من كمون إرجاع شوارد الهيدرونيوم على المستوى الزئبقي من جهة , ومع تيار التفاعل الكاتودي(سرعة التفاعل) من جهة أخرى, وأخذت عينة من حمض كلور الماء بتركيز 0.5N وتم إضافة البريدين, وقيس فرق الكمون قبل وبعد الإضافة لملاحظة تأثير هذه الإضافة على فرق كمون تحرير الهيدروجين.
يدرس هذا العمل إمكانية وقاية معادن دارات محطات الطاقة النووية من التآكل بإضافة الهيدروجين،
المأخوذ مباشرة من محلل كهربائي، و ذلك بهدف إزالة الأكسجين المنحل فـي ميـاه المبـرد الحـراري
(coolant primary) و الناتج عن تحلله الإشعاعي (radiolysis) في أثنا
ء عبوره إلـى قلـب المفاعـل
(core reactor) . استعرض فيه الشكل الرئيس و الظرف الترموديناميكي اللازم لحدوث التآكـل و طرائـق
الوقاية منه. و اقترح استخدام طرائق التحليل الكهربائي لمج الهيدروجين بتمرير مياه التغذية عبر منطقـة
مصعد محلل كهربائي لإنتاج الهيدروجين و قورنت مع الطرائق الحالية المتبعة. ثم قدرت كمية الهيدروجين
المستهلكة اللازمة لإزالة الأكسجين بشكل كامل من مياه التغذية في حالتين: الأولـى دون تمريـر ميـاه
التغذية عبر جهاز طرد الأكسجين، و الثانية بعد تمرير مياه التغذية عبره. بـشكل خـاص قـدرت كميـة
الهيدروجين المستهلكة اللازمة للإزالة الكاملة للأكسجين من المبرد الحـراري لـدارة المفاعـل الأوليـة
لمفاعلات الماء المضغوط (PWR type Russia (VVER ، و عليـه بينـت نتيجـة الحـساب أن كميـة
الهيدروجين المحسوبة أقل من الحدود المسموحة المعيرة للمبرد الحراري لهذا النوع من المفاعلات.
استخدمت طريقة الخلط التعاقبي لتحضير خلطات بوليميرية ذات أساس من راتنج الايبوكسي و نـسب
وزنية مختلفة ( 10, %20, %30 %) من راتنج البولي يوريثان.
و تم بحث التأثيرات الناتجة عن تغيير تركيز راتنج البولي يوريثان و تغيير درجة الحـرارة و التـواتر
على التو
صيل و الاسترخاء في المواد الكهرونفوذية.
و قد أظهرت جميع الخلطات ثلاث طاقات تنشيط مختلفة لجميع التوترات المختبـرة. كمـا أن درجـة
حرارة التحول الزجاجي قد ازدادت بزيادة النسبة الوزنية لراتنج البولي يوريثان. كـذلك بينـت النتـائج
اعتماد التوصيلية الكهربائية المتناوبة على التواتر و درجة الحرارة و النـسبة الوزنيـة لـراتنج البـولي
يوريثان لجميع الخلطات و قد وجد أن للعامل الأسى (s) قيمة أقل من الواحد لجميع الخلطات البوليميرية.
تم استعمال مخططات (كول – كول) لحساب الاستقطابية الكهربائية (α) و ثابت العازلية فـي المجـال
(op و زمن الاسترخاء في المواد الكهرونفوذية (τ). و قد أظهـرت هـذه المخططـات خـضوع المرئي ε(
الجزئيين الحقيقي و العقدي لثابت العزل الكهربائي لاستجابة ديباي في مدى التـواتر 100 Hz –MHz 10
و للمدى الحراري k 453-293 .كمـا اسـتخدمت طريقـة ايـرين Eyring لتعيـين قـيم المتغيـرات
الثيرموديناميكية. و قد أظهرت النتائج ارتفاع قيم طاقة جبس الفعالة (G∆) و المحتوى الحراري (الانثالبية)
(H∆) لجميع الخلطات البوليميرية. و قد لوحظ تناقص قيم طاقة جـبس الفعالـة و المحتـوى الحـراري
(الانثالبية) مع زيادة النسبة الوزنية لراتنج البولي يوريثان، في حين ازدادت الانتروبي S ∆ بزيـادة هـذه
النسبة كما اتضح تغير قيم المتغيرات الترموديناميكية على درجة الحرارة.
تم في هذه الدراسة تصميمُ خليةٍ شمسيةٍ بسيطةٍ و رخيصةٍ نسبياً من موادَّ متوفرة في السوق المحلّية, حيث تتكون هذه الخلية من الجسم الخارجي, و هو عبارة عن صندوق بلاستيكي على شكل متوازي مستطيلات مصنوع من مادة الأكريليك الشفاف يسمح بمرور الضوء, و يتمتع بالم
رونة و المتانة العاليتين, و يحتوي على قطبين من النحاس الأحمر العالي النقاوة, حيث تم مُعالجة أحد هذين القطبين بالتسخين إلى درجات حرارة مُختلفة (400, 300, 200°C) باستخدام جهاز التسخين (Hot Plate) الأمر الذي أدى إلى تحول هذا القطب إلى نصف ناقل (أوكسيد النحاسي, Cu2O), بينما تُرِك القطب الآخر بلا معالجة.
كما تمَّ تطوير الوسط الكهربائي الناقل ليصبح على هيئة بولي إلكتروليت (هيدروجلّ), و هكذا يتم تحرير الإلكترونات من القطب المُعالج أثناء سقوط الضوء إلى طبقة الهيدروجلّ, ثم إلى القطب النظيف غير المُعالج.
لقد أظهرت النتائج أن جهد الخليّة يتناسب طرداً مع تركيز (البولي إلكتروليت) و مساحة سطح القطب المُعالج (أوكسيد النحاسي) المُعرّض للضوء, كما تُبيّن التجارب أنّ لدرجة الحرارة دوراً مهماً في تحويل الناقل المعدني إلى نصف ناقل, و كلما كان هذا التحويل ممكناً كانت حساسيّة القطب للضوء أكثر فعّاليّة و كفاءة.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
