بررسی مکانیسم عبور آب، یون و سوخت درون شبکه پلی الکترولیتی
تاریخ انتشار: ۴ آذر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۱۵۷۱۳۲
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری فارس به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمد جعفررضایانی دانشآموخته مقطع دکتری و مجری طرح «شبیهسازی دینامیک مولکولی نفوذ آب در شبکه های پلی الکترولیتی: اثر گروههای آبدوست و آبگریز» گفت: کمبود یک مطالعه جامع از بررسی فرایند اصلی نفوذ کوچک مولکول ها مانند آب، یون و سوخت (عموماً متانول) درون سامانه های پلی الکترولیتی (غشاهای تبادلگر یونی) مورد استفاده در پیل های سوختی و غشاهای تصفیه کننده آب و همچنین پارامترهای ساختاری شبکه پلی الکترولیت بر این فرایند ما را بر آن داشت تا به مطالعه دقیق تر در این حوزه بپردازیم.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
وی ادامه داد: دلیل اصلی این کمبود ناتوانی دستگاههای آزمایشگاهی در مشاهده جزئیات فرایند نفوذ و تأثیر پارامترهای ساختاری شبکه پلی الکترولیت بر فرایند نفوذ در مقیاس مولکولی است که با استفاده از ابزار شبیهسازی دینامیک مولکولی پارامترهای مؤثر بر این فرایند، از جمله تأثیر پارامترهای ساختاری شبکه پلی الکترولیت بر فرایند نفوذ با دقت مولکولی مورد بررسی قرار گرفت.
وی با بیان اینکه ابزار شبیهسازی دینامیک مولکولی به بررسی فرایندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی در مقیاس مولکولی میپردازد، گفت: با شناخت پارامترهای تأثیرگذار بر فرایند نفوذ در مقیاس مولکولی یا میکروسکپیک میتوان رفتار سیستم را در مقیاس بزرگ یا ماکروسکپیک پیش بینی کرد.
وی ادامه داد: در این تحقیق، علاوه بر نحوه تشکیل کانالهای آبی و بررسی پارامترهای ساختاری تأثیر گذار بر فرایند نفوذ کوچک مولکولهای مذکور، توانستیم یک رابطه کمّی بین پارامترهای اصلی ساختاری شبکه پلی الکترولیت تعیین کننده رفتار نفوذ و ضریب نفوذ کوچک مولکولها با استفاده از ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی ارائه دهیم که به نوبه خود گام بسیار مهم و ایده بسیار جدید در بررسی رفتار نفوذی درون پلی الکترولیتهای تبادل یونی هست.
به گفته محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، برای بررسی یک فرایند با استفاده از شبیهسازی دینامیک مولکولی و به عنوان اولین چالش نیاز است تا ثابت کنیم نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی نتایج قابل اعتمادی است. به این منظور، نیاز به معرفی دقیق سامانههای پلیمری مورد مطالعه به نرمافزار شبیه سازی و همچنین مقایسه برخی از داده های شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی، مانند دانسیته، است.
وی ادامه داد: به دلیل جدید بودن موضوع مورد مطالعه و نبود مطالعات شبیه سازی پلی الکترولیتهای مذکور محاسبات بسیار زیادی برای پارامتریزه کردن ساختارها انجام شد که در حقیقت پیچیدگی اصلی این پژوهش بود و زمان بسیار زیادی را به خود اختصاص داد.
وی گفت: استفاده از غشاهای تبادل یونی در صنایعی مانند تولید پیلهای سوختی، غشاهای تصفیه آب و صنایع غذایی کاربرد فراوانی دارد. از یک طرف، به دلیل هزینه بسیار پایینتر ابزار شبیهسازی دینامیک مولکولی در مقایسه با روشهای آزمایشگاهی و از طرفی دیگر قابلیت مشاهده فرایند در مقیاس مولکولی توسط این ابزار، که توسط هیچ دستگاه آزمایشگاهی قابل مشاهده نیست، روش شبیهسازی دینامیک مولکولی به یک ابزار استثنائی برای انجام پروژههای مربوط به فرایند نفوذ و مطالعات مشابه تبدیل شده است.
وی با اشاره به کاربردهای پروژه گفت: کاربردهای این مطالعه بهینهسازی غشاهای پلیمری از جمله پلی الکترولیتها به منظور بهبود انتخاب پذیری آن برای عبور کوچک مولکولها است. منظور از انتخاب پذیری قابلیت عبورپذیری جزء دلخواه بدون عبوردهی اجزای بیاهمیت است. به عنوان مثال، در بحث پیلهای سوختی هدف اصلی ما عبور دهی بالای یون و جلوگیری از عبور سوخت است که معمولاً سوخت مورد استفاده در پیلهای سوختی متانول است. گفتنی است، اساتید راهنمای این پروژه دکتر فرهاد شریف، حسام مکّی و استاد مشاور رولاند نتز هستند.
پایان پیام/
منبع: فارس
کلیدواژه: دانشگاه صنعتی امیرکبیر مقیاس مولکولی کوچک مولکول ها پیل های سوختی
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.farsnews.ir دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «فارس» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۱۵۷۱۳۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
بریتانیا در یک قدمی شبکه برق بدون کربن
سهم برق تولید شده توسط سوختهای فسیلی در بریتانیا به پایینترین حد خود رسیده است و گاز و زغالسنگ تنها ۲.۴ درصد از تولید برق را برای یک ساعت در هفته گذشته به خود اختصاص دادهاند.
به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، تحقیقات، افزایش چشمگیری در دفعات کوتاهمدت تولید کمتر از پنج درصد برق بریتانیا با استفاده از سوختهای فسیلی را در ماههای اخیر نشان میدهد. تا به امروز ۷۵ دوره نیمساعته در سال وجود داشته است که سوختهای فسیلی کمتر از پنج درصد نیاز برق این کشور را تشکیل دادهاند. این میزان بیش از چهار برابر رقم ثبتشده در سال گذشته است.
رکوردها نشاندهنده تغییرات چشمگیری در سیستم تولید برق این کشور نسبت به ۱۵ سال پیش است که نیروگاههای گاز و زغالسنگ بیش از ۷۵ و انرژیهای تجدیدپذیر تنها دو درصد از ترکیب برق آن را تشکیل میدادند. در سال گذشته نیز تنها یکسوم برق بریتانیا از سوختهای فسیلی و ۴۰ درصد آن از انرژیهای تجدیدپذیر تأمین میشد.
کاهش استفاده از نفت و گاز در تولید برق بریتانیاسهم الکتریسیته تولید شده توسط سوختهای فسیلی بریتانیا پیش از برنامهریزی برای شروع اجرای «شبکه کربنصفر» در این کشور در آوریل ۲۰۲۴ به میزان بیسابقهای کاهش پیدا کرد و به کمترین حد خود یعنی ۲.۴ درصد برای یک ساعت رسید.
بر اساس تجزیهوتحلیل دادههای اپراتور سیستم برق شبکه ملی بریتانیا سهم سوختهای فسیلی در ترکیب تولید یک روز کامل برق در ماه جاری به پایینترین حد خود یعنی ۶.۴ درصد کاهش داشته است. این یافتهها از اهداف کشور برای حرکت در مسیر پیشگام و پیشرو بودن در جهان برای اجرای یک شبکه برق بدون کربن در بریتانیا برای دورههای کوتاهی از سال آینده پشتیبانی میکند.
بریتانیا پیشرفتی عالی را در این زمینه نشانمیدهد و سیستم تولید برق آن گاهی شاهد دورههایی بوده که شبکه با بیش از ۹۰ درصد انرژی کربنصفر بهطور ایمن کار میکرده است. پایینترین رکورد جدید نیز در میان انبوه انرژیهای تجدیدپذیر رخ داده است که مطابق با آن، نیروی باد حدود نیمی از تولید برق کشور، انرژی خورشیدی بیش از ۳۰ درصد و راکتورهای هستهای بریتانیا بیش از ۱۳ درصد تولید را تشکیل میداد. در دورههایی نیز نیروی گازی تنها ۱.۸ درصد از تولید برق بریتانیا را برعهده داشت.
بریتانیا اعلام کرد نیروگاه فسیلی راتکلیف در ناتینگهامشر که ۰.۶ درصد از تولید برق فعلی را برعهده دارد، سپتامبر تعطیل خواهد شد که نقطه اوج قابلتوجهی در مسیر کمکربن شدن طی چند سال است. در واقع دستیابی به هدف بلندپروازانه بریتانیا تا سال ۲۰۲۵ یک چالش مهندسی مهم محسوب میشود که کشور در صدد رفع آن برآمده است.
کد خبر 747754