ساخت الکترود‌های تزریق جریان با استفاده از تکنولوژی نانو

به گزارش حوزه دانشگاهی گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان، مهراد مهدی پور، فارغ التحصیل دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ایجاد آند‌های تزریق جریان تقویت شده با نانو لوله کربنی» اظهار کرد: آند‌های مخلوط اکسیدی (MMO) کاربرد وسیعی در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی و تصفیه آب، فرایند‌های الکتروشیمیایی شامل آبکاری، استخراج الکتریکی مواد و ... دارند؛ از آنجایی که این آند‌ها در معرض محیط خورنده و پتانسیل اکسیدی قرار می‌گیرند مهمترین مشکل آن‌ها طول عمر پایین و تعویض مداوم حین انجام فرایند است.

او با بیان اینکه بخاطر ماهیت اکسیدی این پوشش‌ها مصرف جریان الکتریکی بالا می‌رود، بیان کرد: در این تحقیق سعی بر بالا بردن کارایی آند‌های تزریق جریان (شامل طول عمر خدمتی و هدایت الکتریکی) نسبت به نمونه‌های داخلی و خارجی مشابه با استفاده از افزودن نانو کربن فعال به پوشش‌های اکسیدی بوده است.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: از جمله خواص نانو لوله کربنی استحکام و هدایت الکتریکی بالا است که معمولا به عنوان تقویت کننده در بسیاری از کامپوزیت‌ها شامل شبکه‌های آلیاژی و پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مهدی پور ادامه داد: از طرفی در سل‌های الکتروشیمیایی، آند‌های تزریق جریان MMO دارای نرخ مصرف کم در دانسیته جریان خروجی پایین است، اما دانسیته جریان خروجی در بعضی از کاربرد‌های صنعتی کافی نیست؛ بنابراین با افزودن نانو لوله کربنی به ترکیبات اکسیدی، سه ویژگی مهم فنی در نظر گرفته می‌شود.

او با اشاره به مزیت‌های این طرح افزود: ایجاد ساختاری فشرده با دانسیته ترک کمتر که سبب افزایش طول عمر خدمتی آند، افزایش دانسیته جریان خروجی از سل الکتروشیمیایی به علت ایجاد هدایت بهتر، کاهش هزینه با مصرف کمتر اکسید فلزات کاتالیستی و همچنین نیاز به تعداد مراحل پوشش دهی تجزیه حرارتی کمتر از جمله ویژگی‌های این پروژه به شمار می‌رود.

بیشتر بخوانید

کلیه فرایند‌های ساخت آند در دانشگاه انجام شده است

او با اشاره به اهمیت بومی سازی این طرح تصریح کرد: کلیه فرایند‌های ساخت آند از قبیل تهیه مواد اولیه، فرایند اعمال پوشش دهی در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی در دانشگاه تهیه شده است و در حال حاضر با احداث کارگاه در مقیاس صنعتی این آند‌ها تهیه و تولید می‌شوند.

مهدی پور با اشاره به روش کار در این پروژه گفت: فرایند انجام شده اعمال پوشش‌های مخلوط اکسید فلزات کاتالستی 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.

او ادامه داد: فرایند پوشش دهی بصورت رسوب دهی حرارتی است، به طوریکه ترکیبات اکسید کاتالیست فعال به همراه اکسید پایدار کننده و نانو لوله کربنی بصورت همزمان بر روی سطح تیتانیومی اعمال می‌شود. در انتها خواص هدایت الکتریکی و طول عمر خوردگی شتاب یافته و کارایی آند‌ها در فرایند تصفیه آب مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

او گفت: از مشکلات اصلی این تحقیق اعمال پوشش دهی همزمان نانو کربن فعال به همراه اکسید فلزات کاتالستی بر روی زیرلایه‌های تیتانیومی است. یکنواختی ترکیب و توزیع نانو کربن در سراسر پوشش و همچنین احتمال انجام واکنش شیمیایی کربن با اکسید فلزات کاتالیستی که تاثیر مستقیم بر روی کارایی آند‌های تولیدی می گذارد از دغدغه‌های اصلی این پروژه بوده است.

او با اشاره به نتیجه این تحقیق یادآوری کرد: احداث کارگاه تولید آند تزریق جریان در مقیاس صنعتی به منظور تولید کلر جهت تصفیه آب و مواد ضد عفونی انجام گرفته و کلیه تاییدیه‌های صنعتی محصول در دست اقدام است.

این محقق دانشکده مهندسی مواد امیرکبیر بیان کرد: تولید آند تزریق جریان با استفاده از فناوری نانو جهت بکارگیری در صنعت نفت و گاز (حفاظت کاتدی) و همچنین تصفیه آب آشامیدنی است و یکنواختی ترکیب شیمیایی و فشردگی ساختار میکروسکوپی از ویژگی‌های این محصول است.

او با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح توضیح داد: افزایش طول عمر خدمتی در محیط‌های خورنده و هدایت الکتریکی بالا نسبت به نمونه‌های موجود در بازار و همچنین کاهش قیمت تمام شده از مزیت‌های این محصول به شمار می‌رود.

مهدی پور با اشاره به کاربرد‌های پروژه گفت: فرآیند‌های الکتروشیمیایی و بکارگیری آند به عنوانی یکی از اجزاء این فرایند، کاربرد وسیعی در دنیای صنعتی امروز دارند. صنایعی، چون کشاورزی، دامداری، غذایی، تصفیه آب، نفت، گاز و پتروشیمی و همچنین صنایع فولاد از جمله صنایعی هستند که از انجام فرایند‌های الکتروشیمیایی سود می برند.

او تصریح کرد: پوشش دهی به روش آبکاری الکتریکی و همچنین استخراج الکتریکی فلزاتی، چون مس، روی، نیکل و ... در محیط‌های خورنده سولفاتی، فسفاتی و نیتراتی با بکار بردن آند‌های تیتانیومی دارای پوشش‌های اکسید فلزات نجیب دارای بازدهی و بهره وری بالاتری است.

انتهای پیام/