ساخت الكترودهای تزریق جریان با كمك فناوری نانو
ایزو وب: پژوهشگران دانشكده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیركبیر با افزودن نانو كربن فعال به الكترودهای حاوی پوشش اكسیدهای كاتالیستی كارایی الكتروشیمیایی و طول عمرشان را به میزان قابل توجهی افزایش دادند و جایگزین مناسبی برای آندهای اكسیدی مورد استفاده در تولید كلر جهت تصفیه آب ارائه كردند.
به گزارش ایزو وب به نقل از ایسنا، مهراد مهدی پور، فارغ التحصیل دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ایجاد آندهای تزریق جریان تقویت شده با نانولوله کربنی» اظهار داشت: آندهای مخلوط اکسیدی (MMO) کاربرد وسیعی در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی و تصفیه آب، فرایندهای الکتروشیمیایی شامل آبکاری، استخراج الکتریکی مواد و غیره دارند؛ از آنجایی که این آندها در معرض محیط خورنده و پتانسیل اکسیدی قرار می گیرند، مهمترین مشکل آنها طول عمر پایین و تعویض مداوم حین انجام پروسه است.
وی با اعلان اینکه به خاطر ماهیت اکسیدی این پوشش ها مصرف جریان الکتریکی بالا می رود، بیان کرد: در این تحقیق اهتمام بر بالا بردن کارایی آندهای تزریق جریان (شامل طول عمر خدمتی و هدایت الکتریکی) نسبت به نمونه های داخلی و خارجی مشابه با بهره گیری از افزودن نانو کربن فعال به پوشش های اکسیدی بوده است.
فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: همچون خواص نانولوله کربنی استواری و هدایت الکتریکی بالا است که معمولا بعنوان جزء تقویت کننده در خیلی از کامپوزیت ها شامل شبکه های آلیاژی و پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد.
وی افزود: از طرفی در سل های الکتروشیمیایی، آندهای تزریق جریان MMO دارای نرخ مصرف کم در دانسیته جریان خروجی پایین است، اما دانسیته جریان خروجی در برخی از کاربردهای صنعتی کافی نیست؛ بدین سبب با افزودن نانولوله کربنی به ترکیبات اکسیدی، سه خاصیت مهم فنی در نظر گرفته می شود.
مهدی پور با اشاره به مزیت های این طرح اظهار داشت: ایجاد ساختاری فشرده با دانسیته ترک کمتر که سبب افزایش طول عمر خدمتی آند، افزایش دانسیته جریان خروجی از سل الکتروشیمیایی به سبب ایجاد هدایت بهتر، کاهش هزینه با مصرف کمتر اکسید فلزات کاتالیستی و همین طور نیاز به تعداد مراحل پوشش دهی تجزیه حرارتی کمتر همچون خاصیت های این پروژه بشمار می رود.
وی با اشاره به اهمیت بومی سازی این طرح، اظهار داشت: کلیه فرایندهای ساخت آند از قبیل تهیه مواد اولیه- پروسه اعمال پوشش دهی در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی در دانشگاه تهیه شده است و هم اکنون با راه اندازی کارگاه در مقیاس صنعتی این آندها تهیه و تولید می شوند.
مهدی پور با اشاره به روش کار در این پروژه، اظهار داشت: پروسه انجام شده اعمال پوشش های مخلوط اکسید فلزات کاتالیستی به همراه کربن نانو لوله بر روی زیرلایه فلزی تیتانیوم است. افزودن نانو کربن به پوشش های اکسیدی سبب تقویت مقاومت سایشی، چسبندگی، پایداری و فعالیت الکتروشیمیایی می شود.
وی افزود: پروسه پوشش دهی به صورت رسوب دهی حرارتی است و ترکیبات اکسید کاتالیست فعال به همراه اکسید پایدار کننده و نانو لوله کربنی به صورت همزمان بر روی سطح تیتانیومی اعمال شد. در آخر خواص هدایت الکتریکی و طول عمر خوردگی شتاب یافته و کارایی آندها در پروسه تصفیه آب مورد ارزیابی قرار گرفت.
مهدی پور اظهار داشت: از مشکلات اصلی این تحقیق اعمال پوشش دهی همزمان نانو کربن فعال به همراه اکسید فلزات کاتالیستی بر روی زیرلایه های تیتانیومی است. یکنواختی ترکیب و توزیع نانو کربن در سراسر پوشش و همین طور احتمال انجام واکنش شیمیایی کربن با اکسید فلزات کاتالیستی که تاثیر مستقیم بر روی کارایی آندهای تولیدی می گذارد، از دغدغه های اصلی این پروژه بوده است.
وی با اشاره به نتیجه این تحقیق اظهار داشت: راه اندازی کارگاه تولید آند تزریق جریان در مقیاس صنعتی بمنظور تولید کلر جهت تصفیه آب و مواد ضد عفونی انجام گرفته است و تمام تاییدیه های صنعتی محصول در دست اقدام است.
مجری طرح با اشاره به خاصیت های طرح اظهار نمود: تولید آند تزریق جریان با بهره گیری از فناوری نانو جهت به کارگیری در صنعت نفت و گاز (حفاظت کاتدی) و همین طور تصفیه آب شرب است که یکنواختی ترکیب شیمیایی و فشردگی ساختار میکروسکوپی از خاصیت های این محصول است.
وی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: افزایش طول عمر خدمتی در محیط های خورنده و هدایت الکتریکی بالا نسبت به نمونه های موجود در بازار و همین طور کاهش قیمت تمام شده از مزیت های این محصول بشمار می رود.
مهدی پور با اشاره به کاربردهای پروژه اظهار داشت: فرآیندهای الکتروشیمیایی و به کارگیری آند به عنوانی یکی از اجزای این فرآیند، کاربرد وسیعی در دنیای صنعتی امروز دارند. صنایعی چون کشاورزی، دامداری، غذایی، تصفیه آب، نفت، گاز و پتروشیمی و همین طور صنایع فولاد همچون صنایعی هستند که از انجام فرایندهای الکتروشیمیایی سود می برند.
وی با بیان مثالی اظهار داشت: در صنایع غذایی برای شستشو و ضد عفونی میوه و سبزیجات از آب الکترولیزه شده حاوی سدیم هیپو کلراید استفاده می شود. حفاظت کاتدی سازه ها و خطوط لوله فلزی چه در محیط های خشکی و چه در محیط های دریایی بوسیله آندهای MMO با دانسیته جریان ثابت در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی انجام می شوند.
وی عنوان کرد: پوشش دهی به روش آبکاری الکتریکی و همین طور استخراج الکتریکی فلزاتی چون مس، روی، نیکل و غیره در محیط های خورنده سولفاتی، فسفاتی و نیتراتی با به کار بردن آندهای تیتانیومی دارای پوشش های اکسید فلزات نجیب دارای بازدهی و راندمان بالاتری است.
برمبنای اعلام روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، استاد راهنمای این پروژه سید هادی طبائیان، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.
منبع: isoweb.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب