*WIZARD*
27th March 2012, 06:26 AM
http://img4up.com/up2/07411554356180532437.jpeg
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه ملی تسین‌هوآی تایوان یک سامانه پیل‌سوختی اکسید جامد دما پایین را توسعه داده داده‌اندکه بدون مصرف سوخت آند (گاز کاهنده) در دماهای نزدیک به دمای اگزوز کار می‌کند و نیازی به گرمایش اضافی ندارد. این پیل‌سوختی قادر است میزان هیدروکربن‌ها و گازهای NOx خروجی از موتورهای رقیق‌سوز را به صورت همزمان کاهش دهد.
موتورهای رقیق‌سوز (lean-burn) موتورهایی هستند که نسبت هوا به سوخت در آن‌ها تا 5 برابر نسبت استوکیومتری می‌رسد. اگرچه این موتورها بازده بالاتری نسبت به موتورهای معمولی دارند اما کاهش گازهای NOx تولید شده در این موتورها که ممکن است غلظت آن‌ها تا ppm 4000 هم برسد، توسط مبدل‌های کاتالیستی سه‌طرفه امکان‌پذیر نیست؛ چرا که این مبدل‌ها برای واکنش‌های استوکیومتری طراحی شده‌اند.
عملکرد پیل‌های سوختی اکسید جامد نشان از آن دارد که این پیل‌ها می‌توانند، با هزینه‌ای قابل قبول، به صورت همزمان توان تولید کنند و گازهای NOx را به عنوان گاز اکسیدکننده مصرف نمایند. این روش را اختصاراً SOFC-DeNOx می‌نامند. اگرچه پیل‌های سوختی اکسید جامد در دمای گازهای خروجی از اگزوز (پایین‌تر از 400 درجه سانتی‌گراد) می‌توانند با مصرف گازهای NOx جریان الکتریسیته تولید کنند، اما توان تولیدی آن‌ها در این شرایط بسیار کم است. برای افزایش توان تولیدی بایستی سوخت آند (مثلاً هیدروژن) را به پیل‌سوختی تزریق کرد و دمای آن را با اعمال حرارت افزایش داد که البته مصرف سوخت آند هزینه‌ها را افزایش می‌دهد و مشکلات سوخت‌گیری را، در صورت متفاوت بودن سوخت آند با سوخت خودرو، به همراه دارد. بنابراین، عملکرد پیل‌های سوختی در دمای اگزوز و در حالت مدار باز برای رسیدن به هدف بسیار مطلوب است. چنین عملکردی از پیل‌سوختی نیازی به گرمایش اضافی و یا تزریق گاز آند ندارد و می‌توان آن را به صورت on-board استفاده کرد. در این سامانه سوخت آند تنها به عنوان یک کاهنده برای تولید ولتاژ مدار باز عمل می‌کند، بنابراین می‌توان مقداری از این سوخت را در قسمت آند به صورت محصور قرار داد به گونه‌ای که دیگر نیازی به مصرف این سوخت نباشد.
این تیم تحقیقاتی یک واحد پیل‌سوختی اکسید جامد را با استفاده از ترکیب Ni–YSZ به عنوان آند، YSZ به عنوان الکترولیت و La0.6Sr0.4CoO3(LSC)–Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC) به عنوان کاتد ساختند. LSC یک ماده معرف برای کاتد و GDC یک الکترود معروف برای پیل‌هایی سوختی اکسید جامد دما متوسط است.
تیم تحقیقاتی پیل‌سوختی خود را در دمای 450 درجه سانتی‌گراد و در حالت مدار باز تست کردند. آن‌ها در این تست از هیدروژن خالص به عنوان گاز آند و از ترکیبی شبیه گاز خروجی از اگزوز موتورهای رقیق‌سوز به عنوان گاز کاتد استفاده نمودند.
آن‌ها در یک حالت خاص، ppm 300 گاز پروپیلن یا ppm 35 گاز دی اکسید گوگرد نیز به مخلوط گاز کاتد اضافه کردند و دبی گاز آند و کاتد را در سطح 150 میلی‌لیتر بر دقیقه نگه‌داشتند. و غلظت‌های بالای NOx و هیدروکربن‌ها را همزمان کنترل کنند و پیل توانست بدون مصرف سوخت آند (ماده کاهنده) به فعالیت خود ادامه دهد و این به معنی عدم نیاز به مراقبت میباشد.
گفتنی است که نتایج حاصل از تحقیقات این محققین در مقاله‌ای در مجله Environmental Science & Technology به چاپ رسیده است.
منبع:greencarcongress
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه ملی تسین‌هوآی تایوان یک سامانه پیل‌سوختی اکسید جامد دما پایین را توسعه داده داده‌اندکه بدون مصرف سوخت آند (گاز کاهنده) در دماهای نزدیک به دمای اگزوز کار می‌کند و نیازی به گرمایش اضافی ندارد. این پیل‌سوختی قادر است میزان هیدروکربن‌ها و گازهای NOx خروجی از موتورهای رقیق‌سوز را به صورت همزمان کاهش دهد.
موتورهای رقیق‌سوز (lean-burn) موتورهایی هستند که نسبت هوا به سوخت در آن‌ها تا 5 برابر نسبت استوکیومتری می‌رسد. اگرچه این موتورها بازده بالاتری نسبت به موتورهای معمولی دارند اما کاهش گازهای NOx تولید شده در این موتورها که ممکن است غلظت آن‌ها تا ppm 4000 هم برسد، توسط مبدل‌های کاتالیستی سه‌طرفه امکان‌پذیر نیست؛ چرا که این مبدل‌ها برای واکنش‌های استوکیومتری طراحی شده‌اند.
عملکرد پیل‌های سوختی اکسید جامد نشان از آن دارد که این پیل‌ها می‌توانند، با هزینه‌ای قابل قبول، به صورت همزمان توان تولید کنند و گازهای NOx را به عنوان گاز اکسیدکننده مصرف نمایند. این روش را اختصاراً SOFC-DeNOx می‌نامند. اگرچه پیل‌های سوختی اکسید جامد در دمای گازهای خروجی از اگزوز (پایین‌تر از 400 درجه سانتی‌گراد) می‌توانند با مصرف گازهای NOx جریان الکتریسیته تولید کنند، اما توان تولیدی آن‌ها در این شرایط بسیار کم است. برای افزایش توان تولیدی بایستی سوخت آند (مثلاً هیدروژن) را به پیل‌سوختی تزریق کرد و دمای آن را با اعمال حرارت افزایش داد که البته مصرف سوخت آند هزینه‌ها را افزایش می‌دهد و مشکلات سوخت‌گیری را، در صورت متفاوت بودن سوخت آند با سوخت خودرو، به همراه دارد. بنابراین، عملکرد پیل‌های سوختی در دمای اگزوز و در حالت مدار باز برای رسیدن به هدف بسیار مطلوب است. چنین عملکردی از پیل‌سوختی نیازی به گرمایش اضافی و یا تزریق گاز آند ندارد و می‌توان آن را به صورت on-board استفاده کرد. در این سامانه سوخت آند تنها به عنوان یک کاهنده برای تولید ولتاژ مدار باز عمل می‌کند، بنابراین می‌توان مقداری از این سوخت را در قسمت آند به صورت محصور قرار داد به گونه‌ای که دیگر نیازی به مصرف این سوخت نباشد.
این تیم تحقیقاتی یک واحد پیل‌سوختی اکسید جامد را با استفاده از ترکیب Ni–YSZ به عنوان آند، YSZ به عنوان الکترولیت و La0.6Sr0.4CoO3(LSC)–Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC) به عنوان کاتد ساختند. LSC یک ماده معرف برای کاتد و GDC یک الکترود معروف برای پیل‌هایی سوختی اکسید جامد دما متوسط است.
تیم تحقیقاتی پیل‌سوختی خود را در دمای 450 درجه سانتی‌گراد و در حالت مدار باز تست کردند. آن‌ها در این تست از هیدروژن خالص به عنوان گاز آند و از ترکیبی شبیه گاز خروجی از اگزوز موتورهای رقیق‌سوز به عنوان گاز کاتد استفاده نمودند.
آن‌ها در یک حالت خاص، ppm 300 گاز پروپیلن یا ppm 35 گاز دی اکسید گوگرد نیز به مخلوط گاز کاتد اضافه کردند و دبی گاز آند و کاتد را در سطح 150 میلی‌لیتر بر دقیقه نگه‌داشتند. و غلظت‌های بالای NOx و هیدروکربن‌ها را همزمان کنترل کنند و پیل توانست بدون مصرف سوخت آند (ماده کاهنده) به فعالیت خود ادامه دهد و این به معنی عدم نیاز به مراقبت میباشد.
گفتنی است که نتایج حاصل از تحقیقات این محققین در مقاله‌ای در مجله Environmental Science & Technology به چاپ رسیده است.
منبع:greencarcongress