بررسی پیل های سوختی غشاء تبادل پروتون وارتباط آن با تکنولوژیMEMS

نمی توان انکار کرد که منابع محدود انرژی های فسیلی جوابگوی نیازهای نامحدود بشر امروز نیست و استفاده بی رویه از این نوع انرژی به دلیل آلودگی های زیست محیطی، تولید گازهای گلخانه ای، اتلاف انرژی و بازده پایین دنیای امروز را با چالش بحران انرژی و ناامنی آن مواجه کرده است.این موضوع توجه جدی پژوهشگران حوزه علم شیمی و پلیمر را به خود معطوف کرده تا جهت دستیابی به فناوری تولید و به کارگیری انرژی های پاک و تجدیدپذیر که سازگاری بهتر و مناسب تری با محیط زیست داشته باشند، راهکارهای نوینی را اتخاذ کنند.به این منظور پژوهشگران، فناوری پیل های سوختی را که در آن انرژی شیمیایی سوخت بدون کمترین آلودگی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود یکی از بهترین راهکارهای علمی می دانند که می تواند جایگزین مناسبی برای انرژی های فسیلی باشد.فناوری MEMS یا فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی ، حاصل تلفیق اجزای مکانیکی، حسگرها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روی یک لایه سیلیکون به کمک فناوری ساخت تراشه های میکرونی است . در واقع MEMS ، ریزفناوری هایا سیستم های میکرو الکترو مکانیکی تلفیقی از اجزای مکانیکی ، حس گر ها ، بازو های مکانیکی و اجرای الکترونیکی هستند که بر روی لایه ای از ماده استراتژیک سیلیکون قرار دارند.این ساختار مکانیکی بسیار کوچک در ابعاد میکرون و بر پایه تکنولوژی و تراشه های الکترونیکی استوار است . پیل سوختی ، یک سیستم الکتروشیمیایی است که به صورت مستقیم توان تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی الکتریکی را دارد.یکی از رایج ترین فناوری های موجود استفاده ازپیل سوختی تبادل پروتونی به شمار می رود ،ابداع این تکنولوژی در دهه 1950 بوسیله شرکت جنرال الکتریک بود.در پیل سوختی PEM الکترولیت از یک غشاء نازک پلیمری مانند پلی پرفلور و سولفوریک اسید ، نافیون Nafim TM که نفوذپذیر در پروتونهاست، اما هادی الکتریسیته نمی باشداستفاده شده است.مزایای پیلهای PEMFCمورد استفاده دراتومبیل سازی به عنوان جایگزین موتورهای درونسوز و همچنین پیلهای PEM با راندمان بالا حدود (40-50) درصد حداکثر ولتاژ تعریف شده در تئوری کار می کنند و میتوانند خروجی خود را بسرعت تغییر داده تا با تغییر در انرژی مورد نیاز سازگاری داشته باشند. در این مقاله ضمن معرفی تکنولوژی MEMS و همچنین ساختار پیل های سوختی در نهایت نظارت بر دما و ولتاژ با استفاده از تکنولوژی ممز در پیل های سوختی با غشاء تبادل پروتون PEMFC ارائه می گردد.

کلیدواژه ها:

MEMS ، PEMFC ، پیل سوختی