fuel cell

دسترسی آزاد مقاله

1 - Platinum Nanoparticles Deposited on Oxygen-Containing Functional Groups at Carbon Vulcane XC-72 as a Cathode Catalyst for Direct Methanol Fuel Cell
Sajjad Sedaghat Sharehjini Mohammad Yari Omid Moradi

Surface oxidized carbon vulcane XC-72 is prepared as catalyst support and platinumnanoparticles are chemically anchored onto the modified surface. The nanoparticles of Pt weresynthesized by reduction of H2PtCl6 with sodium borohydride in a 5.5 M buffer solution ofsodium چکیده کامل

Surface oxidized carbon vulcane XC-72 is prepared as catalyst support and platinumnanoparticles are chemically anchored onto the modified surface. The nanoparticles of Pt weresynthesized by reduction of H2PtCl6 with sodium borohydride in a 5.5 M buffer solution ofsodium citrate; the complexation of citrate with metal ions is beneficial to the formation ofnanoparticles. The electro-oxidation of liquid methanol of this catalyst as a thin layer on glassycarbon electrode is investigated at room temperature by cyclic voltammetery. The results showthat surface oxidized carbon vulcane support allows to obtain higher power density (about threetimes higher) in comparison to carbon vulcane XC-72 based electro catalyst. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - پیل سوخت میکروبی: راهکاری جهت زیست پالایی و تولید انرژی
مهران جعفری سمانه صدیقی خویدک

10.22034/jest.2018.13254

زمینه و هدف: استفاده از سلول ‌های سوختی میکروبی (MFC)، روشی جدید جهت تصفیه فاضلاب و تولید انرژی سازگار با محیط زیست می‌باشد. این تکنولوژی، انرژی شیمیایی ناشی از سوخت و ساز و فعالیت میکروارگانیسم‌های زنده را به انرژی برق تبدیل می‌ کند. روش بررسی: نمونه پساب خام به ‌عنوان چکیده کامل

زمینه و هدف: استفاده از سلول ‌های سوختی میکروبی (MFC)، روشی جدید جهت تصفیه فاضلاب و تولید انرژی سازگار با محیط زیست می‌باشد. این تکنولوژی، انرژی شیمیایی ناشی از سوخت و ساز و فعالیت میکروارگانیسم‌های زنده را به انرژی برق تبدیل می‌ کند. روش بررسی: نمونه پساب خام به ‌عنوان منبع سوبسترای پیل سوختی میکروبی از محل تصفیه خانه شهر یزد تهیه شد. این مطالعه توسط یک بیوراکتور دو محفظه‌ای با سوبسترای پساب و فلور میکروبی موجود در آن، انجام شد. محفظه ‌ها از جنس شیشه بوده و با حجمی معادل550cc از نمونه و بافر پر شدند. در محفظه آندی، پساب توسط فلور میکروبی، تحت شرایط بی‌هوازی کاتالیز شد. در محفظه کاتدی از بافر پتاسیم فسفات جهت ثابت نگه داشتن pH محلول کاتولیت استفاده گردید. پیل سوختی در این مطالعه بدون غشا بود و انتقال یون‌های مثبت از آند به کاتد توسط سیستم پل نمکی انجام گرفت. یافته ها: یافته‌ها نشان داد که در این راکتور، حداکثر ولتاژ تولید شده 1 ولت بود که طی روزهای اولیه راه اندازی آن ایجاد شد. پس از آن به ‌تدریج از مقدار ولتاژ کاسته شد و نمونه پساب تا حدودی تصفیه گردید. بیش ترین میزان جریان تولید شده Aµ 248 بود که پس از مدتی مقدار جریان هم رو به کاهش نهاد. لذا می‌توان نقش دوگانه این راکتور را در تولید الکتریسیته و تصفیه پساب به‌خوبی تبیین نمود. بحث و نتیجه گیری: در این پژوهش، با استفاده از پیل سوختی میکروبی برپایه پل نمکی، تصفیه پساب و در عین حال تولید انرژی الکتریسیته امکان پذیر شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - ارایۀ الگوریتم نوین طراحی توأم با مدل سازی و ارزیابی مقایسه ای برای سیستم های مرکب پیل سوختی تولید مجدد
حسین قدمیان فریده عتابی حسنعلی ازگلی

سیستم پیل سوختی تولید مجددRegenerative Fuel Cell از گروه سیستم های مستقیم تبدیل انرژی به عنوان یک سیستم ذخیره-تولید انرژی نوین مطرح است. این سیستم یک ساختار مرکب شامل زیرسیستم های الکترولیز / پیل سوختی می باشد که مولد آن سیستم فتوولتائیک خورشیدی است. به عبارت ساده مولکو چکیده کامل

سیستم پیل سوختی تولید مجددRegenerative Fuel Cell از گروه سیستم های مستقیم تبدیل انرژی به عنوان یک سیستم ذخیره-تولید انرژی نوین مطرح است. این سیستم یک ساختار مرکب شامل زیرسیستم های الکترولیز / پیل سوختی می باشد که مولد آن سیستم فتوولتائیک خورشیدی است. به عبارت ساده مولکول های آب در فرآیند الکترولیز به مولکول های هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود و گازهای حاصل در مخازن فشار بالا ذخیره می گردد، سپس گاز هیدروژن به عنوان سوخت (حامل انرژی) وارد پیل سوختی شده و تولید انرژی الکتریکی می نماید. نتایج حاصل از محاسبات، مدل سازی و طراحی مهندسی نشان می دهد، تغییر وضعیت حامل انرژی از وضعیت الکتریکی به احتراق سرد شیمیایی در بخش پیل سوختی به منزلۀ تولید انرژی داخلی در سیستم بوده و به میزان قابل ملاحظه ای نرخ شدت انرژی تولیدی و ضریب عملکرد سیستم را افزایش می دهد، زیرا با اتصال سیستم فتوولتائیک به واحدهای الکترولیز/ پیل سوختی و با استفاده از انرژی تولید شده در بخش فتوولتائیک، برای سیستم نمونه با ظرفیتkW 1 تولید انرژی داخلی به میزانkW 302/2تولید می شود و همچنین به تبع آن میزان انرژی تولیدی در مجموعه RFC افزایش یافته و بازده کلی سیستم به میزان 45/29% خواهد بود. در این تحقیق عملکرد عمومی سیستم و زیر سیستم های مربوط و مطالعات ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از فرمولاسیون الکترولیز، پیل سوختی و سلول های فتوولتائیک به صورت جداگانه، مدل سازی با الگوریتم های غیرخطی انجام شده و به کمک نرم افزار GAMS انتگراسیون این سیستم ها صورت گرفته است. همچنین با انجام یک نمونۀ موردی مطالعاتی، راهکارها به منظور محاسبه و طراحی گام به گام سیستم های پیل سوختی تولید مجدد، ارایه شده است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - کاربردهای نانو فناوری در مهندسی محیط زیست
رضا علیزاده سوده عابدینی

نانو فن آوری علم استفاده از مواد ، تجهیزات و دستگاهها در مقیاس نانو می باشد که کاربردهای گسترده ای در تمامی حوزه ها همچون مهندسی محیط زیست دارد ، کاربرد این فن آوری جدید در محیط زیست بمنظور تصفیه و سالم سازی آب به کمک نانو فیلترها ، تصفیه پسابهای صنعتی ، ذخیره سازی و تو چکیده کامل

نانو فن آوری علم استفاده از مواد ، تجهیزات و دستگاهها در مقیاس نانو می باشد که کاربردهای گسترده ای در تمامی حوزه ها همچون مهندسی محیط زیست دارد ، کاربرد این فن آوری جدید در محیط زیست بمنظور تصفیه و سالم سازی آب به کمک نانو فیلترها ، تصفیه پسابهای صنعتی ، ذخیره سازی و تولید انرژیهای پاک ، نانو لوله های جاذب گازهای سمی و ... روز به روز در حال افزایش است . در این مقاله تلاش شده است تا بطور اجمالی کاربردهای مختلف این علم در بخشهای مختلفی چون استفاده از پیلهای سوختی به منظور تولید انرژی از منابع پاک و سازگار با محیط زیست ، استفاده از نـانوفیلترها به منظور سختی زدایی و تصفیه آب مصرفی برای نیروگاهها و همچنین کاربرد های مختلف نانو لوله های کربنی در صنعت از جمله ذخیره سازی هیدروژن در پیلهای سوختی برای افزایش کارایی آنها ، جذب گازهای سمی و استفاده از این نانولوله ها به عنوان حسگرهای گازی مورد بررسی قرار گیرد . پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - بررسی امکان تولید الکتریسیته از گیاهان زنده
فروزان وکیلی لعبت تقوی ابراهیم علائی

محدودیت منابع انرژی فسیلی در کنار پتانسیل بالای آلایندگی، جایگزینی آن ها با منابع پاک و تجدید پذیر را ضروری نموده است. امروزه سهم این گروه از منابع در سیستم تأمین انرژی جهان رو به افزایش است. در این ارتباط، می توان با الهام از طبیعت فناوری نوینی برای استفاده از گیاهان ج چکیده کامل

محدودیت منابع انرژی فسیلی در کنار پتانسیل بالای آلایندگی، جایگزینی آن ها با منابع پاک و تجدید پذیر را ضروری نموده است. امروزه سهم این گروه از منابع در سیستم تأمین انرژی جهان رو به افزایش است. در این ارتباط، می توان با الهام از طبیعت فناوری نوینی برای استفاده از گیاهان جهت تولید برق توسعه داد که در آینده نزدیک توان تولید انرژی پاک از نور خورشید با استفاده از سیستم های زنده گیاهی و فرآیند فتوسنتز را پایه گذاری نماید. اساس کار برای تبدیل انرژی خورشید به برق، برمبنای همکاری و تعامل بین گیاهان و باکتری ها و با استفاده از پیل های سوختی میکروبی- گیاهی می باشد. این پیل ها قادرند انرژی حاصل از فعل و انفعالات در ناحیه نزدیک به ریشه گیاه (ریزوسفر ) که در نتیجه فعالیت ریزسازواره های موجود، تولید می گردد را جذب و پس از انتقال به پیل ها به انرژی الکتریکی تبدیل نمایند. ایده اصلی برای این کار تولید مواد آلی، غالباً به شکل کربوهیدرات، توسط گیاهان(ریزودپوزیت ها) می باشد که باکتری ها قادرند با استفاده از آن ها به عنوان منبع تغذیه، انرژی موجود در آن ها را به الکتریسیته(جریان برق) تبدیل نمایند. این امر، علاوه بر امکان استفاده مداوم از انرژی نورانی خورشید در تولید برق، به دلیل کاهش انتشار گازهای گل خانه ای و سایر آلاینده ها، رضایت علاقمندان به محیط زیست را نیز به همراه خواهد داشت. بر این اساس، در مطالعه حاضر مروری کوتاه بر مشخصات و نحوه عملکرد پیل های سوختی میکروبی- گیاهی در تولید “برق سبز" از گیاهان زنده، صورت گرفته است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - تثبیت آنزیم لاکاز با استفاده‌ از نافیون و نانولوله های کربنی‌ در بیوکاتد پیل های زیست سوختی و بیوسنسورها
معصومه احمدی

امروزه تقاضا برای انرژی پاک رو به افزایش است. پیل زیست سوختی می تواند انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. انواع مختلفی از پیل های زیست سوختی طراحی شده اند که می توانند از بیوکاتالیست ها، آنزیم ها و حتی میکروارگانیزم ها، با هدف تولید انرژی الکتریکی استفاده نمای چکیده کامل

امروزه تقاضا برای انرژی پاک رو به افزایش است. پیل زیست سوختی می تواند انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. انواع مختلفی از پیل های زیست سوختی طراحی شده اند که می توانند از بیوکاتالیست ها، آنزیم ها و حتی میکروارگانیزم ها، با هدف تولید انرژی الکتریکی استفاده نمایند. پیل های زیست سوختی آنزیمی مقرون به صرفه، فشرده و انعطاف پذیر می باشد. اساس کار پیل های زیست سوختی آنزیمی، انتقال الکترون از آنزیم به سطح الکترود و بالعکس می باشد. انتقال مستقیم الکترون آنزیم لاکاز با روش ساخت الکترود با استفاده از پلیمر نافیون و نانولوله‌های کربنی چند دیواره‌ بررسی شد. لاکاز توسط پلیمر نافیون گیراندازی شده و از آنجائیکه پلیمر نافیون نقش انتقال یون پروتون را ایفا کرده، غیرهادی است در نتیجه نانولوله‌های کربنی چند دیواره‌ جهت تسهیل انتقال الکترون استفاده‌ شد. نتایج ولتاموگرام چرخه ای، یک پیک با بیشینه جریان 170 میکروآمپر در محلولی با غلظت10 میکرومولار اودیانیزیدین بعنوان سوبسترای پلیمر نافیون و نانولوله‌های کربنی چند دیواره‌ نشان داد. همچنین نتیجه ولتاموگرام چرخه ای بیوکاتد نشان داد که تثبیت آنزیم لاکاز با استفاده از نافیون و نانولوله های کربنی چند دیواره موثر می باشد. بنابراین این روش می تواند برای ساختن بیوکاتد پیل های زیست سوختی و بیوسنسورها بکار رود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - Synthesis of Sulfonated Polystyrene/acrylate–ionic Liquid (Si-SPS/A–IL) Hybrid Membranes for Methanol Fuel Cells
Mohammad Galehassadi Alireza Khani

In this paper, the silicon-containing sulfonated polystyrene/acrylate–ionic liquid (Si-SPS/A–IL)hybrid membranes was prepared to obtain the proton exchange membrane (PEM) materials withhigh methanol barrier and good selectivity. The Si-SPS/A–IL hybrid چکیده کامل

In this paper, the silicon-containing sulfonated polystyrene/acrylate–ionic liquid (Si-SPS/A–IL)hybrid membranes was prepared to obtain the proton exchange membrane (PEM) materials withhigh methanol barrier and good selectivity. The Si-SPS/A–IL hybrid membranes characterized asthe function of IL to evaluate their potential as PEMs in direct methanol fuel cells (DMFCs).Fourdifferent Hybrid material with different properties have been synthesized and named from I toIV.The potential of the membranes in direct methanol fuel cells (DMFCs) is characterizedpreliminarily by studying their thermal stability, ion-exchange capacity, water uptake, methanoldiffusion coefficient, proton conductivity and selectivity (proton conductivity/methanol diffusioncoefficient). All the hybrid membranes exhibit good thermal stability and reasonable water uptake.IV and V membranes have a low methanol diffusion coefficient, while II and III membrane havegood proton conductivity. In addition, the selectivity values of hybrid membranes increase withincreasing IL content and V membrane shows the best selectivity (1.14×105Ss cm−3). These resultssuggest that the Si-SPS/A–IL hybrid membranes are possible candidate materials for PEMs inDMFC applications. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

8 - A New Numerical Study Method of Thermal Stress Distribution and Tortuosity Effectiveness in an Anode Porous Electrode for a Planar Solid Oxide Fuel Cell
I.E Fahs M Ghasemi

10.22034/jsm.2019.1870627.1455

A fuel cell is an electro-chemical tool capable of converting chemical energy into electricity. High operating temperature of solid oxide fuel cell, between 700oC to 1000oC, causes thermal stress. Thermal stress causes gas escape, structure variability and cease operati چکیده کامل

A fuel cell is an electro-chemical tool capable of converting chemical energy into electricity. High operating temperature of solid oxide fuel cell, between 700oC to 1000oC, causes thermal stress. Thermal stress causes gas escape, structure variability and cease operation of the SOFC before its lifetime.The purpose of the current paper is to present a method that predicts the thermal stress distribution in an anisotropic porous anode of planar SOFC. The coupled governing non-linear differential equations, heat transfer, fluid flow, mass transfer, mass continuity, and momentum are solved numerically. A code based oncomputational fluid dynamics (CFD), computational structural mechanics and finite element method (FEM) is developed and utilized. The code uses the generated data inside the porous anode in order to detect the temperature and the stress distribution using the Darcy’s law and the Navier-Stokes equations. The numerical results used to govern the areas of high values of stresses were higher than the yield strength of materials. The results show that a highest thermal stress occurs at lower corners of the anode. The concentrated temperature occurs at the middle of the electrolyte-anode whereas the maximum pressure occurs at the middle of the upper and lower section of the anode. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

9 - امکان سنجی استفاده از میکای تلقیح شده با اسید بوریک و شیشه برای جلوگیری از نشت و اختلاط گازهای مصرفی در پیلهای سوختی دما بالا
حمید عبدلی علیرضا حسینی مقدم سید امیر راستی الحسینی

در این پژوهش،امکان استفاده از میکا برای این کاربرد مورد بررسی قرار گرفت.ابتدا از گسکت میکایی شامل فلس های کوچک میکای فلوگوپیت که توسط مواد آلی به یکدیگر چسبیده بودند استفاده و عملکرد آن در جلوگیری از نشت گاز در دستگاه مخصوصی که عملکرد پیل سوختی را شبیه سازی میکند(در اتم چکیده کامل

در این پژوهش،امکان استفاده از میکا برای این کاربرد مورد بررسی قرار گرفت.ابتدا از گسکت میکایی شامل فلس های کوچک میکای فلوگوپیت که توسط مواد آلی به یکدیگر چسبیده بودند استفاده و عملکرد آن در جلوگیری از نشت گاز در دستگاه مخصوصی که عملکرد پیل سوختی را شبیه سازی میکند(در اتمسفر هوا،دمای800°C و به مدت زمان 100 ساعت) بررسی شد.به دلیل حرارت دهی میکا در حین سرویس،این چسب ها از گسکت خارج و حفرات به جا مانده به عنوان مسیر نشت عمل کردند.این مسیر نشت توسط اسیدبوریک پر شده و عملکرد میکا تا میزان 20 % بهبود یافت.مسیر اصلی نشت(فصل مشترک میکا و اجزای مجاور)به کمک لایه ای از جنس شیشه پر شده و عملکرد موفقیت آمیزی در استفاده از میکا به همراه لایه شیشه ای در پیشگیری از نشت ملاحظه شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

10 - بررسی تجربی سیستم هیبریدی پیل سوختی/ترموالکتریک به منظور بازیافت حرارت اتلافی
نادر رهبر مصطفی حسنی

در این مقاله بازیافت حرارت اتلافی از یک پیل سوختی پلیمری به کمک مولدهای ترموالکتریک مورد ارزیابی تجربی قرار گرفته است. برای بررسی تجربی یک سیستم آزمایشگاهی متشکل از مبدل حرارتی، ماژولهای ترموالکتریک و سینک حرارتی به همراه سنسورهای دما ساخته شده و تحت شرایط عملیاتی یک پی چکیده کامل

در این مقاله بازیافت حرارت اتلافی از یک پیل سوختی پلیمری به کمک مولدهای ترموالکتریک مورد ارزیابی تجربی قرار گرفته است. برای بررسی تجربی یک سیستم آزمایشگاهی متشکل از مبدل حرارتی، ماژولهای ترموالکتریک و سینک حرارتی به همراه سنسورهای دما ساخته شده و تحت شرایط عملیاتی یک پیل سوختی پلیمری با توان 5 کیلووات مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج بدست از سیستم آزمایشگاهی نشان می‌دهد که استفاده از مولدهای ترموالکتریک می‌تواند راهکار مناسبی برای بازیافت حرارت اتلافی از پیلهای سوختی پلیمری باشد. برای این منظور طراحی بهینه مبدل حرارتی در سمت گرم و سمت سرد ترموالکتریک بسیار حائز اهمیت می‌باشند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

11 - Lead-Lag Controllers Coefficients Tuning to Control Fuel Cell Based on PSO Algorithm
نورالدین قدیمی

One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fue چکیده کامل

One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. One of the most important Fuel cells (FCs) is Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs). The outputvoltage of this FC depends on current loads. This paper tries to introduce, implement and control the voltage ofPEMFC, during load variations. The output voltage of fuel cell should be constant during load variation. Toachieve this goal, a controller should be designed. Here, the Lead-Lag controller is used which its coefficientsare optimized based on PSO algorithms. In order to use this algorithm, first this problem has to be formulatedas an optimization problem, including objective function and constraints, and then to obtain the most desirablecontroller, PSO method is used to solve the problem. Simulation results for various loads in the time domain areperformed and the results show the capability of the proposed controller. Simulations show the accuracy of theproposed controller performance to achieve this goal. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

12 - Fuel Cell Voltage Control for Load Variations Using Neural Networks
Zolekh Teadadi Hassan Changiziyan

In the near future the use of distributed generation systems will play a big role in the production ofelectrical energy. One of the most common types of DG technologies , fuel cells , which can be connectedto the national grid by power electronic converters or work alon چکیده کامل

In the near future the use of distributed generation systems will play a big role in the production ofelectrical energy. One of the most common types of DG technologies , fuel cells , which can be connectedto the national grid by power electronic converters or work alone Studies the dynamic behavior andstability of the power grid is of crucial importance. These studies need to know the exact model of dynamicelements. In this paper, a new method based on a neural network algorithm for controlling the fuel cellvoltage is provided. The effects of load change the output voltage characteristic of the fuel cell unit ischecked Simulations in MATLAB / SIMULINK. The results show that the prosecution is conducted in anappropriate manner Voltage Stabilization time. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

13 - The Effect of Morphology of SOFC Layers Made by 3D Printer on the Electrochemical Properties of the Cell
Keyvan Mirzaee Fashalameh Zahra Sadeghian Ramin Ebrahimi

The microstructure and properties of solid oxide fuel cell (SOFC) connected to the fabrication process are discussed in this paper. In this research, we investigate the relationship between electrochemical performance in solid oxide fuel cells and the evolution of the m چکیده کامل

The microstructure and properties of solid oxide fuel cell (SOFC) connected to the fabrication process are discussed in this paper. In this research, we investigate the relationship between electrochemical performance in solid oxide fuel cells and the evolution of the morphology of its electrodes. This work fabricated a planar multilayer anode-supported, anode functional layer (AFL), electrolyte, and cathode solid oxide fuel cell through slurry-based 3D printing. After drying and sintering, scanning electron microscope (SEM) images a multilayer porous structure with large pores up to several microns and smaller pores of 100 nm, and the constituent particles' microstructure for anode-cathode layers were observed. The electrolyte layer structure was dense and without pores. In the study of electrochemical properties, the maximum power density at the output voltage of 0.5 V was achieved at 0.84 W/cm2 at an open-circuit voltage (OCV) of 1.06 V at 800 °C with H2 gas as fuel. The impedance curve values under open-circuit voltage were 0.23 V and 1.25 V at high and low frequencies, respectively. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

14 - 3D Graphene Biocatalysts for Development of Enzymatic Biofuel Cells: A Short Review
Seyed Mojtaba Mostafavi

10.22034/jna.2015.02.003

At this short review, different chemical production of 3D graphene biocatalysts and developing of its characters by new substituted for using in enzymatic fuel cells are investigated. Also, the current ways of production of 3D Graphene Biocatalysts, different types of s چکیده کامل

At this short review, different chemical production of 3D graphene biocatalysts and developing of its characters by new substituted for using in enzymatic fuel cells are investigated. Also, the current ways of production of 3D Graphene Biocatalysts, different types of substitutes, the best methods for having the highest efficiency, the physical, chemical and biological characters of new biocatalyst and finally, the advantages and disadvantages of this new biocatalyst are reviewed. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

15 - A Fuel-Cell Based Boost Converter Model Using Euler-‎Lagrange Equation ‎
Atila Skandarnezhad

This paper presents a new modeling technique for fuel cell based switching converters. Often a step-up converter is used in the fuel cell applications due to its relative low voltage. Here a boost converter is used to convert the fuel cell voltage to the desired load le چکیده کامل

This paper presents a new modeling technique for fuel cell based switching converters. Often a step-up converter is used in the fuel cell applications due to its relative low voltage. Here a boost converter is used to convert the fuel cell voltage to the desired load level. The aim of this paper is to study through analysis and simulation, the voltage mode control and dynamic modeling of series interconnected topology of a fuel cell based system. Euler-Lagrange (EL) equation is used here as a modeling technique which relies on the energy balance equilibrium because fuel cell based systems can be considered as an energy processing structure. The fuel cell must be protected against the current harmonics or sudden transients so that it provides the regulated voltage for output load. We use a LC filter between fuel cell and converter to prevent the current harmonics from reaching the fuel cell since this may lead to oxygen starvation phenomena around the electrodes surface or other faults. The proposed modelling procedure is applicable for any other converter based on fuel cells. Finally, simulation is done by PSIM and MATLAB softwares to validate the proposed modeling technique. We run both the frequency and time domain analysis to show that the proposed modeling technique coincides exactly with the simulation results. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

16 - Improvement of Fuel Cells Dynamic Response in Micro-Grids ‎Using Ultra Capacitors
Pouria Maghouli Hossein Refahi

Fuel Cells do not respond to higher frequency contents of load changes due to their inherent large time constants; thus, if any disturbance occurs in the system loading, it would cause negative effects on power quality of the system. This is especially of high importanc چکیده کامل

Fuel Cells do not respond to higher frequency contents of load changes due to their inherent large time constants; thus, if any disturbance occurs in the system loading, it would cause negative effects on power quality of the system. This is especially of high importance in microgrids which contain critical loads with low inertia requirements. Sudden changes in load points could cause significant frequency and voltage variations. Hence, proper measures such as energy storage systems should be taken into microgrids for improving their stability. In this paper, a new method based on Ultra-Capacitor (UC) with bidirectional converter has been proposed to solve this drawback of fuel cells. The UC is used to modify the system's frequency response with a fast and efficient controller. The proposed method is simulated for a sample test system in MATLAB/SIMULINK environment and results are presented to illustrate its performance. Based on the results, the system can manage its frequency and voltage variations effectively by the proposed configuration. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

17 - Optimization of Stand-alone Hybrid PV/Wind/Fuel-Cell System ‎Considering Reliability Indices Using Cuckoo Optimization and Firefly ‎Algorithm
Mehdi Rezaei Mahmood Ghanbari

In this paper, a hybrid system based on wind turbines, solar arrays and fuel cells is designed optimally in the view of economical and technical aspects. The objective of the hybrid system optimization is to minimize the system net peresent cost(NPC) while considering t چکیده کامل

In this paper, a hybrid system based on wind turbines, solar arrays and fuel cells is designed optimally in the view of economical and technical aspects. The objective of the hybrid system optimization is to minimize the system net peresent cost(NPC) while considering the reliability as a constraint. The economical designing aspect is defined as equivalent loss factor (ELF) of reliability. The NPC consist of capital, operation and maintenance, replacement and, especially, loss of load costs. The data of load, solar radiation and definitive wind speed are from the North West of Iran. It is assumed that between the system components, i.e., wind turbine, photovoltaic array and inverter, there is a forced outage probability. The cuckoo optimization (COA) and firefly algorithms(FA) are applied to optimize the hybrid system components and the results are compared with the last studies. The results show that the COA method is superior to the FA and the last studies, with respect to the economical and technical aspects and convergence speed. They also show that complete consideration of the components availability and the availability of inverter increases the generation costs of the system, but improves the system reliability indices, too. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

18 - Technical and Economic and Exergy Feasibility of ‎Combined Production of Electricity and Hydrogen ‎using Photovoltaic Energy
Nima Norouzi

In the study of a villa residential unit with an area of 100(m2), first, the energies required for hot water consumption and power consumption of public equipment used are calculated. The cooling and heating load was then calculated using carrier software, and the req چکیده کامل

In the study of a villa residential unit with an area of 100(m2), first, the energies required for hot water consumption and power consumption of public equipment used are calculated. The cooling and heating load was then calculated using carrier software, and the required electrical power is calculated with the COP coefficient. The maximum cooling load required on February 6 at 16 hours is equal to 6250 (W), and the electrical power required by Photovoltaic panels are calculated according to the amount of radiation and consumption during operation and according to the service period of one year, which is equal to 7545 (W). PEM fuel cells are used as a source of energy storage, and the maximum energy stored for 4 hours is equal to 52.9 (kWh), and the maximum of 1.59 (kg) of hydrogen gas is produced during one day. According to the electricity cost, the global average of 0.14 (kW/h) will be achieved after 9.5 years. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

19 - کنترل بهینه ریز شبکه به منظور بهبود پروفیل ولتاژ با در نظر گرفتن تولید همزمان برق و گرما
حسام رهبری مقام

معمولا در مطالعات کنترل بهینه ریز شبکه با تولید همزمان برق و گرما، بیشتر اهداف اقتصادی و آلایندگی مطرح می‌شود. در این مطالعات، بهینه‌سازی ادوات کنترلی و جبرانساز که با اهداف بهبود ابعاد فنی ریزشبکه می‌باشند، مدنظر قرار نمی‌گیرد. لذا در این مقاله این اهداف به صورت همزمان چکیده کامل

معمولا در مطالعات کنترل بهینه ریز شبکه با تولید همزمان برق و گرما، بیشتر اهداف اقتصادی و آلایندگی مطرح می‌شود. در این مطالعات، بهینه‌سازی ادوات کنترلی و جبرانساز که با اهداف بهبود ابعاد فنی ریزشبکه می‌باشند، مدنظر قرار نمی‌گیرد. لذا در این مقاله این اهداف به صورت همزمان در نظر گرفته شده است. در این مقاله خازن‌ها و راکتورهای موازی، جبرانسازهای استاتیکی توان راکتیو، تپ ترانسفورماتورها و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ و توان تولیدی منابع به عنوان متغییرهای کنترلی، با اهداف اقتصادی، کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ استفاده شده‌اند. شبکه مورد مطالعه دارای 22 باس می‌باشد که شامل منابع فتوولتائیک و پیل سوختی است. تمامی داده ها و اطلاعات شبکه، از یک سیستم حقیقی اقتباس شده است. در نتیجه سیستم مورد مطالعه می‌تواند کاملا بیانگر یک سیستم واقعی باشد. به منظور کامل‌تر کردن مطالعه سیستم، آلایندگی حاصل از تولید پیل سوختی در بهینه‌سازی لحاظ شده است. بازده پیل سوختی به صورت یک مدل استاندارد واقعی متغیر با بار در نظر گرفته شده است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

20 - کنترل فازی پیل سوختی پلیمری به منظور جذب ماکزیمم توان
زهرا نجاتی فرید شیخ‌الاسلام حمید محمودیان

پیل‌سوختی پلیمری از نقطه‌ نظر طراحی و کارکرد یکی از جذابترین انواع پیل‌سوختی است. این نوع از پیل‌های سوختی در مقایسه با انواع دیگر پیل‌سوختی، برای یک حجم و وزن معلوم، توان بیشتری تولید می‌کند. با این حال یکی از موانع گسترش استفاده از این سیستم‌ها راندمان پایین آن‌ها می‌ چکیده کامل

پیل‌سوختی پلیمری از نقطه‌ نظر طراحی و کارکرد یکی از جذابترین انواع پیل‌سوختی است. این نوع از پیل‌های سوختی در مقایسه با انواع دیگر پیل‌سوختی، برای یک حجم و وزن معلوم، توان بیشتری تولید می‌کند. با این حال یکی از موانع گسترش استفاده از این سیستم‌ها راندمان پایین آن‌ها می‌باشد. در این مقاله سعی بر آن است که برای غلبه بر راندمان پایین پیل سوختی پلیمری از تعقیب نقطه ماکزیمم توان استفاده گردد. با توجه به مشخصه جریان-توان پیل سوختی، که یک منحنی غیر خطی و دارای یک نقطه ماکزیمم می‌باشد و با استفاده از کنترلر فازی و انتخاب مناسب توابع عضویت ورودی و خروجی سعی بر آن است که سیستم همواره در نقطه ماکزیمم توان کار کند. برای این منظور از یک چاپر بین پیل سوختی و بار استفاده می‌شود و برای تنظیم سیکل کاری موج اعمالی به آن یک کنترل‌کننده فازی نوع 1TSK به کار برده می‌شود که ورودی های آن شیب منحنی جریان- توان و تغییرات شیب می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد این کنترل کننده عملکرد مناسبی دارد و در مقایسه با روش کنترلی اغتشاش و مشاهده سریع‌تر می‌باشد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

21 - Synthesis and characterization of Pt3Co bimetallic nanoparticles supported on MWCNT as an electrocatalyst for methanol oxidation
Mohammad Hossein Nobahari Ahmad Nozad Golikand Mojtaba Bagherzadeh

The impregnation method was used to synthesize Pt and Pt3Co supported on MWCNTs applying NaBH4 as the reducing agent. The structure, morphology, and chemical composition of the electrocatalysts were characterized through SEM, XRD, and EDX. X-ray diffraction showed a goo چکیده کامل

The impregnation method was used to synthesize Pt and Pt3Co supported on MWCNTs applying NaBH4 as the reducing agent. The structure, morphology, and chemical composition of the electrocatalysts were characterized through SEM, XRD, and EDX. X-ray diffraction showed a good crystallinity of the supported Pt nanoparticles on the composites and showed the formation of Pt3Co alloy. The SEM images revealed that the particles of Pt3Co were deposited uniformly on the surface of MWCNT with a diameter of 10 nm. EDX analysis confirmed the surface segregation of Co and Pt occurred (1:3 surface atomic ratio Pt-Co) for the Pt3Co/MWCNT nanocomposite. The Pt3Co/MWCNTs and Pt/MWCNTs electrocatalysts’ electrochemical performance was assessed against the methanol oxidation reaction (MOR) in 0.5 M H2SO4 solution using the chronoamperometry (CA) and the cyclic voltammetry (CV) methods. The minimum onset potential and the largest oxidation current density were obtained at Pt3Co/MWCNTs electrocatalyst. The Pt3Co/MWCNT catalyst with a good alloying degree has been shown to have better anti-poisoning ability, electrochemical activity, and long-term durability than Pt/MWCNT catalysts, approved by the bimetallic catalysts’ bi-functional mechanism. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

22 - A Nickel Sublayer: An Improvement in the Electrochemical Performance of Platinum-Based Electrocatalysts as Anodes in Glucose Alkaline Fuel Cells
Behnam Moeini Masoumeh Ghalkhani Tahereh G. Avval Matthew R. Linford Rasol Abdullah Mirzaie

Platinum–nickel electrocatalysts supported on the modified carbon paper (MCP) were prepared by electrodeposition. Here, various procedures were applied for the electrodeposition of nickel and platinum particles, separately or simultaneously, on the surface of the چکیده کامل

Platinum–nickel electrocatalysts supported on the modified carbon paper (MCP) were prepared by electrodeposition. Here, various procedures were applied for the electrodeposition of nickel and platinum particles, separately or simultaneously, on the surface of the MCP as an anode electrode for glucose alkaline fuel cells. The establishment of the best procedure for this fabrication is the main goal of this work. The obtained electrocatalysts were characterized by cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results showed that the Pt/Ni electrocatalyst, electrodeposited from two separate solutions containing Ni and then Pt ions, has excellent electrocatalytic activity for the glucose oxidation reaction (GOR). On the other hand, the Pt/Ni/MCP electrode showed satisfactory repeatability when subjected to continuous cycling and less concentration polarization in the oxidation region of GOR (from -1 to 0.6 V vs. SCE). Also, the Pt/Ni/MCP electrode showed a significant increase in the exchange current density (0.95 mA cm-2) that accelerates the kinetics of the glucose oxidation reaction.These results indicate that modification of the catalyst layer structure in the present work is the most promising approach to achieve low-cost and efficient catalysts for use in glucose alkaline fuel cells. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

23 - Mini-Review on Graphene Quantum Dots as an electro-catalyst in fuel cell
Bita Roshanravan Habibollah Younesi

10.30495/ijc.2023.1980411.1993

Due to a significant increase in the demand for usable power, research focused on energy-material relations has garnered considerable attention. Fuel cells, characterized by their high efficiency, high energy density, quiet operation, and environmental friendliness, are چکیده کامل

Due to a significant increase in the demand for usable power, research focused on energy-material relations has garnered considerable attention. Fuel cells, characterized by their high efficiency, high energy density, quiet operation, and environmental friendliness, are regarded as a promising future power source that provides clean power at the point of use. The incorporation of functionalized graphene quantum dots (GQDs) has been shown to enhance catalytic activity and stability, making them attractive materials for various device applications, particularly in fuel cells. This review presents an overview of different synthesis methods for GQDs and discusses the utilization of GQD-doped composites with optimized content and enhanced electro conductivity as electrocatalysts in fuel cells. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

24 - Microbial Fuel Cell: New Assay for Nutritive Value Determination of Whole Cottonseed Used in Ruminants Nutrition
م. بشارتی ا. تقی زاده

The aim of this study was to determine the relationship between gas produced through in vitro gas production test and microbial fuel cell (MFC) technique and introduce new assay for evaluation of ruminants feedstuffs. The treatments were 1) control diet (without whole c چکیده کامل

The aim of this study was to determine the relationship between gas produced through in vitro gas production test and microbial fuel cell (MFC) technique and introduce new assay for evaluation of ruminants feedstuffs. The treatments were 1) control diet (without whole cottonseed, monensin and vitamin E; CD), 2) diet containing 20.00% whole cottonseed (CSD), 3) diet including 20.00% whole cottonseed plus vitamin E (12000 IU per day; CSDE) and 4) diet containing 20.00% whole cottonseed plus monensin (24 ppm kg-1 dry matter/day; CSDM). For MFC trial, the homemade MFC configuration consisted of two plexiglass cylinders (dual-chambered) was used. The results showed that treatment containing vitamin E had higher gas production compared to the other treatments. Gas production in the monensin treatment was lower than the other treatments. The vitamin E treatment had higher voltage, current and power values in comparison with other treatments. The obtained data showed that addition of monensin in comparison with CSD treatment improved the MFC performance. The results indicated that there were high positive correlations between obtained gas production values and achieved MFC performance in experimental treatments. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

25 - سنتز نانوکامپوزیت نیکل - مس به کمک مایکروویو برای اکسایش الکتروکاتالیزوری متانول؛ یک ماده کارآمد جهت آند برای کاربردهای پیل سوختی الکلی
محمد علی کامیابی بابک جلیلیان

در این مطالعه، سنتز و کاربرد نانو کامپوزیت هایی دو فلزی نیکل ‌ـ مس و کاهش گرافن اکسید بطور همزمان با استفاده از امواج مایکروویو گزارش می شود. روش سنتز پیشنهادی یک فرآیند ساده، سریع و قابل کنترل بشمار می‌رود. رفتار الکتروشیمیایی کاتالیزور سنتز شده برای واکنش اکسایش مت چکیده کامل

در این مطالعه، سنتز و کاربرد نانو کامپوزیت هایی دو فلزی نیکل ‌ـ مس و کاهش گرافن اکسید بطور همزمان با استفاده از امواج مایکروویو گزارش می شود. روش سنتز پیشنهادی یک فرآیند ساده، سریع و قابل کنترل بشمار می‌رود. رفتار الکتروشیمیایی کاتالیزور سنتز شده برای واکنش اکسایش متانول (MOR) در محیط قلیایی مورد بررسی قرار گرفت.. اثر ملامین بر فعالیت الکتروکاتالیستی کاتالیزور سنتز شده با روش‌های ولتامتری چرخه‌ای (CV)، کرونو آمپرومتری (CA) و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مطالعه شد. همچنین بررسی اثر ملامین به عنوان منبع نیتروژن منجر به دوپ‌شدن نیتروژن در شبکه گرافن اکسید کاهش یافته نشان داد که تا حدی منجر به تشکیل ساختارهای NiCu-N می‌شود. و این پیوند فلز-N باعث افزایش فعالیت کاتالیزوری نسبت به MOR می‌شود. اثر ترویجی ملامین با افزایش 203 میکروآمپری در جریان و کاهش 20 میلی ولتی در پتانسیل شروع در مقایسه با سایر کاتالیزورهای شاهد سنتز شده در طی فعالیت MOR ثابت شد نتایج نشان‌دهنده عملکرد عالی کاتالیزور سنتز شده بعنوان آند در پیل‌ سوختی مستقیم متانول است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

26 - بررسی تاثیر استفاده از گرافن اکسید کاهش‎یافته در بهبود عملکرد چارچوب فلزی آلی مس به‎عنوان الکتروکاتالیست برای واکنش کاهش اکسیژن در پیل‌های سوختی
مهدی مهرپویا سید علی موسوی

10.30495/jacr.2021.682551

هدف اصلی این پژوهش، ساخت و ارایه الکتروکاتالیست‌هایی غیرفلزی با عملکردی مطلوب برای به&lrm;کارگیری در کاتد پیل‌های سوختی است. به همین منظور، 5 الکتروکاتالیست شامل، گرافن اکسید (GO)، گرافن اکسید عامل‌دارشده با نیتروژن و گوگرد (NS –RGO) ، چارچوب فلزی آلی مس (Cu &ndas چکیده کامل

هدف اصلی این پژوهش، ساخت و ارایه الکتروکاتالیست‌هایی غیرفلزی با عملکردی مطلوب برای به&lrm;کارگیری در کاتد پیل‌های سوختی است. به همین منظور، 5 الکتروکاتالیست شامل، گرافن اکسید (GO)، گرافن اکسید عامل‌دارشده با نیتروژن و گوگرد (NS –RGO) ، چارچوب فلزی آلی مس (Cu –MOF)، MOF GO-Cu-6 % و MOF NS-RGO-Cu-8 % با روش‌های آب گرمایی تهیه شدند. در ادامه، عملکرد، فعالیت و ساختار الکتروکاتالیست‌های تهیه&lrm;شده با آزمایش‌های الکتروشیمیایی و فیزیکی موردبررسی قرارگرفت و با الکتروکاتالیست تجاری Pt/C 20 % مقایسه شد. برپایه نتیجه&lrm;های به&lrm;دست آمده، ساختار الکتروکاتالیست‌ها یکنواخت است و لایه نشانی‌های موردنظر به&lrm;درستی انجام شده است. همچنین، برپایه تحلیل ریخت&lrm;شناسی الکتروکاتالیست‌ها، اندازه ذرات در گستره نانومتر است. الکتروکاتالیستMOF NS-RGO-Cu-8 % بهترین فعالیت الکتروشیمیایی را داشت، که پتانسبل آغاز آن در مقابل Ag/AgCl، V 06/0- محاسبه شد. پیک مربوط به واکنش کاهش اکسیژن در ولتاژ V 08/0- نمایان شد که چگالی جریان در این ولتاژ، mA/cm2 8/4- بود. مقدار الکترون منتقل&lrm;شده با این الکتروکاتالیست 53/3 محاسبه شد که نشان می‌دهد به مسیر چهار الکترونی برای واکنش کاهش اکسیژن بسیار نزدیک است. همچنین، پتانسیل آغاز الکتروکاتالیست MOF GO- Cu-6 %، V 11/0- به&lrm;دست آمد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

27 - Comparative study of optimization algorithms for sizing of Wind Turbine/ Fuel Cell/ Electrolyzer/ Hydrogen Tank in the hybrid stand-alone power system
Hadi Razmi Hasan Doagou-Mojarrad Javad Olamaei

In this paper, a comparative study of optimization algorithms for determining the optimal size of hybrid stand-alone power systems at the lowest total cost is proposed. In this regard, the performance of the components of hybrid power system including wind turbine, fuel چکیده کامل

In this paper, a comparative study of optimization algorithms for determining the optimal size of hybrid stand-alone power systems at the lowest total cost is proposed. In this regard, the performance of the components of hybrid power system including wind turbine, fuel cell, anaerobic reactor, reformer, electrolyzer and hydrogen tank has been studied and several different optimization algorithms are taken into account. The proposed method can meet the load demand using wind energy and biomass as an available energy resource. In the stand-alone power system, power produced by the wind turbine and fuel cell (fed by the reformer) are applied to the demand. When these generations are more than the demand, additional power is delivered to the electrolyzer. Otherwise, the hybrid system is fed by the hydrogen tanks. The proposed method has been tested in Kahnooj region located in the southeastern of Iran and the results of various optimization methods have been presented in order to determine the optimal size of the hybrid power system. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

28 - Robust Combined Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Equipped by Boost Converter
Hassan Khosh Kholgh Sima Alireza Sahab Abdolreza Tavakoli Hossein Mahdinia Roudsari

10.30495/spre.2023.707348

The fuel cell, especially its PEM type, is one of the most important sources of renewable energy, and considering the importance of energy in today's life, this paper presents a new solution to increase and optimize the output power of the PEM fuel cell. To extract the چکیده کامل

The fuel cell, especially its PEM type, is one of the most important sources of renewable energy, and considering the importance of energy in today's life, this paper presents a new solution to increase and optimize the output power of the PEM fuel cell. To extract the maximum power, the structure of PEM fuel cell equipped with boost converter is considered and this study presents the following innovations in this regard. To overcome the non-minimum phase and destabilizing nature of the boost converter, a hybrid robust control scheme is designed for the boost converter located at the output of the fuel cell stack. Two reset and adaptive sliding mode techniques in an innovative and hybrid design form the foundations of the planned scheme. Despite its simplicity, the reset technique has a high ability to eliminate the steady-state error, improve the transient and permanent dynamic response, and of course overcome the limitations of linear controllers. The planned sliding mode control technique is also an adaptive super twisting type, which is used to ensure the robustness and reliable performance of the controller against uncertainties and disturbances. The planned control scheme increases the power extracted from the PEM fuel cell by improving the performance of the boost converter and provides more efficiency than other techniques by stabilizing the output voltage from the PEM fuel cell and stack as well as ensuring stability. The outcomes of the implementation in the MATLAB environment and evaluation with the PI adaptive sliding mode method guarantee the efficiency and capability of the scheduled robust design. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

29 - Intelligent Power Control of Green Building-Integrated of Fuel Cell and Plug-in Electric Vehicle in Smart Distribution Systems
Iman Ghiasi Masoud Golkar Amin Hajizadeh

The renewable energy sources and plug-in electric vehicles (PEVs) are becoming very popular because of the combination of high fuel costs and concerns about emission issues. This paper presents modelling and control of a Building Integrated Fuel Cell and Plug-in Electri چکیده کامل

The renewable energy sources and plug-in electric vehicles (PEVs) are becoming very popular because of the combination of high fuel costs and concerns about emission issues. This paper presents modelling and control of a Building Integrated Fuel Cell and Plug-in Electric Vehicles (BIFC-PEV) in smart distribution systems. In BIFC-PEV system, conventional building elements could be replaced by special fuel cell and PEV for delivering power to the house. The interest in battery electric vehicles (BEVs) and plug-in electric vehicles (PEVs) has increased due to their impact on redistribution of the pollution from tail pipe to smog stuck, low-cost charging, and reduced petroleum usages. First, the overall configuration of the BIFC-PEV including dynamic models of fuel cell, battery and its power electronic interfacing are briefly described. Then, to distribute the power between power sources, the fuzzy power controller has been developed to stabilize the DC-link power. Simulation results are illustrated to demonstrate the effectiveness and capability of proposed control strategy during different operating conditions in utility grid. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

30 - Microwave induced combustion Synthesis of Nano- Codoped Ceria and their electrical properties
Ali Ainirad

In this work, Ce0.75Gd0.1Ca0.15O1.8 nanopowders are successfully synthesized by a Glycine-nitrate combustionprocess under the microwave irradiation. Then calcination was carried out at 700 °C. Calcined powdersidentified by room temperature X-ray diffraction were sin چکیده کامل

In this work, Ce0.75Gd0.1Ca0.15O1.8 nanopowders are successfully synthesized by a Glycine-nitrate combustionprocess under the microwave irradiation. Then calcination was carried out at 700 °C. Calcined powdersidentified by room temperature X-ray diffraction were single phase and had a crystallite size between 16 to 24nm (based on Schererr formula). Scanning electron microscopy (SEM) was employed to characterize themorphology of powder. We also studied the effect of fuel to nitrate ratio on the amount of released energyand on the crystallite size and compositional homogeneity of the resulting powders. Finally electricalproperties of obtained powder were studied. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

31 - Synthesis of Nano-Ca doped Ceria by combustion method and investigating of effective factors on process
Ali Ainirad

A Synthesis of doped ceria by combustion method is performed. Two types of fuel such asurea and glycine is used to investigate the effect of fuel reactivity and reaction rate on themorphology of the resulted powders. Thermo gravimetric analysis is carried out by (TG/DTA چکیده کامل

A Synthesis of doped ceria by combustion method is performed. Two types of fuel such asurea and glycine is used to investigate the effect of fuel reactivity and reaction rate on themorphology of the resulted powders. Thermo gravimetric analysis is carried out by (TG/DTA,Rigaku Thermalplus TG 8120) to study the exo–endo temperature of as-received powder. Thecrystalline phases are identified by X-ray diffraction analysis (XRD). The average crystallitesize, D, is estimated by using the Scherrer formula about 40nm. The calculated lattice parameteris 5.44Å. A FT-IR study is carried out on the obtained gel and reveals that a Glycine-Metalcomplex is formed in alkaline conditions which help in preventing metal ions selectiveprecipitation and in maintaining the compositional homogeneity of the resulted powder.Finally, the effect of pH value, in the primary solution, and fuel type on the powdercharacteristics such as lattice parameter and morphologies are described. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

32 - A two-dimensional numerical model of a planar solid oxide fuel cell
Norouz Mohammad Nouri Amin Mirahmadi Majid Kamvar

A two-dimensional CFD model of a planar solid oxide fuel cell (SOFC) has been developed.This model can predict the performance of SOFC at various operating and design conditions.The effect of Knudsen diffusion is accounted in the porous electrode (backing) and reaction چکیده کامل

A two-dimensional CFD model of a planar solid oxide fuel cell (SOFC) has been developed.This model can predict the performance of SOFC at various operating and design conditions.The effect of Knudsen diffusion is accounted in the porous electrode (backing) and reaction zonelayers. The mathematical model solves conservation of electrons and ions and conservation ofspecies. The model is formulated in COMSOL Multiphysics 3.4, a commercial Finite ElementMethod (FEM) based on software package. The objective of the present study is to compare theresults obtained from FEM with Control Volume Method (CVM) results obtained by Hussain etal. Both sets of results are compared with the experimental data published in literature. Theresults obtained by FEM show more accurate agreement with the experimental data. Finaly, theeffect of various operating and design parameters on the performance of SOFC has beenexamined. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

33 - بررسی رفتار اسپینل منگنز کبالتایت به عنوان پوشش صفحات اتصال دهنده پیل سوختی اکسید جامد
پوریا لسانی علیرضا بابائی ابوالقاسم عطائی

در این پژوهش نانوذرات اسپینلی منگنز کبالتایت (MnCo2O4) با استفاده از روش شیمیایی هم‌رسوبی تهیه شد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که با کلسیناسیون در دمای C˚1000 شکل‌گیری فاز اسپینلی کامل شد. با توجه به تصاویر میکروسکپ الکترونی روبشی (FESEM) از پودرهای ماده چکیده کامل

در این پژوهش نانوذرات اسپینلی منگنز کبالتایت (MnCo2O4) با استفاده از روش شیمیایی هم‌رسوبی تهیه شد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که با کلسیناسیون در دمای C˚1000 شکل‌گیری فاز اسپینلی کامل شد. با توجه به تصاویر میکروسکپ الکترونی روبشی (FESEM) از پودرهای ماده اسپینلی مشخص شد که با افزایش دمای کلسیناسیون از 350 به C˚1000، اندازه ذرات با قطر nm 148 و ضخامت nm 18 به ذراتی با اندازه متوسط µm5/1 تغییر می‌کند. در ادامه با پوشش‌دهی پودرهای پیش‌سازه و کلسینه شده بر سطح فولاد زنگ نزن فریتی (AISI430)، مشخص شد که استفاده از پودر پیش‌سازه، پوششی با تراکم مناسب روی سطح فولاد ایجاد کرده است. همچنین این پوشش مانع از نفوذ به خارج کروم موجود در فولاد زیرلایه میشود. نتایج حاصل از طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) نشان داد که در اثر نفوذ عناصری مانند Mn، Cr و Fe از زیرلایه به سمت پوشش و نفوذ عناصر Mn و Co به سمت زیرلایه، ناحیه اسپینل مخلوط در حد فاصل پوشش و زیرلایه شکل می‌گیرد. علت کاهش عنصر کبالت موجود در ناحیه پوششی را می‌توان به نفوذ این عنصر از پوشش به داخل ساختار زیرلایه نسبت داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح زیرلایه پوشش داده شده با پودر پیش سازه نشان داد در قسمتی از پوشش ترک‌های درون دانه‌ای با پهنایی در حدود nm 150 ایجاد شده است. از جمله دلایل تشکیل ترک‌ها می‌توان به زمان نامناسب تفجوشی، عدم انطباق ضریب انبساط حرارتی لایه اسپینلی با زیرلایه و تنش‌ ناشی از تشکیل اکسید آهن اشاره کرد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

34 - بررسی خواص الکتروشیمیایی و مکانیکی پیل سوختی اکسید جامد ساخته شده توسط چاپگر سه بعدی
کیوان میرزائی فشالمی زهرا صادقیان رامین ابراهیمی

تاکنون روش‌‌های متنوعی برای ساخت پیل‌های سوختی اکسید جامد معرفی شده‌اند. در این پژوهش از تکنولوژی چاپ سه بعدی (3 D printing) برای تولید پیل‌های سوختی اکسید استفاده گردیده است. در همین راستا ابتدا چاپگر سه بعدی مناسبی که توانایی چاپ دوغاب لایه‌های آند، کاتد و الکترولیت ب چکیده کامل

تاکنون روش‌‌های متنوعی برای ساخت پیل‌های سوختی اکسید جامد معرفی شده‌اند. در این پژوهش از تکنولوژی چاپ سه بعدی (3 D printing) برای تولید پیل‌های سوختی اکسید استفاده گردیده است. در همین راستا ابتدا چاپگر سه بعدی مناسبی که توانایی چاپ دوغاب لایه‌های آند، کاتد و الکترولیت با ضخامت و سرعت مورد نظر را داشته باشد، ساخته شد. سپس دوغاب مناسب متشکل از مواد NiO-YSZ برای لایه‌ آند، YSZ برای لایه الکترولیت و LSM برای کاتد، به همراه حلال و افزودنی‌های مناسب تولید گردید و با استفاده از چاپگر سه بعدی لایه نشانی لایه‌ها صورت گرفت. پس از تشکیل پیل، خشک کردن و سپس تف‌جوشی1 لایه‌ها انجام شد. در ادامه برای تشخیص عناصر موجود، تعیین ریز ساختار، دانسیته و ضخامت لایه‌ها، آزمایش SEM، Mapping، EDS و XRD صورت گرفت. منحنی I-V-P با جریان ثابت اکسیژن نشان داد که در دمای OC800 بیشترین توان چگالی در حدود W/cm2 84/0 و در محدوده ولتاژ 5/ 0 ولت وجود دارد. منحنی امپدانس نیز تحت ولتاژ مدار باز و در فرکانس بالا، مقداری برابر 23/0 و در محدوده فرکانس پایین، مقدار 25/1 را نشان داد. با انجام آزمون کشش، مدول یانگ پیل GPa 111 و استحکام شکست و استحکام تسلیم به ترتیب در حدود MPa 137 و MPa 120 به دست آمد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

35 - بررسی رفتار اکسیداسیون و الکتریکی فولاد AISI 304 پوشش داده شده با کبالت برای کاربرد پیل های سوختی اکسید جامد
محمد رضا عاشور زاده مرتضی زند رحیمی هادی ابراهیمی فر

مقاومت به اکسیداسیون و هدایت الکتریکی فولادهای زنگ نزن مورد استفاده به عنوان صفحات اتصال دهنده در پیل های سوختی اکسید جامد را می توان با استفاده از یک لایه پوشش رسانا و محافظ بهبود داد. در این پژوهش فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304 در یک مخلوط پایه پودری کبالت به روش سمان چکیده کامل

مقاومت به اکسیداسیون و هدایت الکتریکی فولادهای زنگ نزن مورد استفاده به عنوان صفحات اتصال دهنده در پیل های سوختی اکسید جامد را می توان با استفاده از یک لایه پوشش رسانا و محافظ بهبود داد. در این پژوهش فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304 در یک مخلوط پایه پودری کبالت به روش سمانتاسیون فشرده پوشش داده شد. از تست اکسیداسیون همدما برای بررسی مقاومت به اکسیداسیون نمونه های پوشش دار و بدون پوشش استفاده شد. همچنین ASR به عنوان تابعی از زمان اکسیداسیون همدما در دمای ºC800 اندازه گیری شد. میکروساختار لایه پوشش و نمونه های اکسید شده توسط میکروسکوپ الکترونی SEM و دستگاه پراش پرتو ایکس بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه های پوشش داده شده با کبالت مقاومت به اکسیداسیون بهتری نسبت به نمونه های بدون پوشش از خود نشان دادند. نتایج نشان داد که افزایش زمان موجب افزایش ASR می شود. همچنین لایه پوشش کبالت در طول فرآیند اکسیداسیون همدما تبدیل به اسپینل های CoFe2O4، Co3O4 وCoCr2O4 شد. اسپینل های کبالت مقدار ASR ( mΩ cm24/27) کمتری را در مقایسه با نمونه بدون پوشش ( mΩ cm25/60) از خود نشان دادند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

36 - An Agglomerate Model for Evaluating the Electrochemical and Hydrodynamic Characteristics of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell
Pouya Barnoon Davood Toghraie Babak Mehmandosut Mohammad Ali Fazilati S. Ali Eftekhari

In this study, the electrochemical and hydrodynamic characteristics of a PEM fuel cell are investigated using an agglomerate model. Modeling is single-phase, two-dimensional, incompressible and steady-state. In this study, current density, water distribution and gas vel چکیده کامل

In this study, the electrochemical and hydrodynamic characteristics of a PEM fuel cell are investigated using an agglomerate model. Modeling is single-phase, two-dimensional, incompressible and steady-state. In this study, current density, water distribution and gas velocity inside the anode and cathode gas diffusion layers are obtained. This study using the present agglomerate model can provide a good prediction of the current density. The results show that the highest current density occurs in the areas of the interface between current collectors and gas diffusion layers. In addition, in the sharp areas, where the interface is between the current collectors and the gas diffusion layers, there is the highest flow velocity. In these areas, values of velocity gradients that can affect cell performance. Therefore, in order to achieve better performance, it is necessary to design different flow channels and gas diffusion layers and compare them with each other. The amount of water in the gas diffusion layer should be controlled so as not to reduce the chemical reaction on the cathode side. پرونده مقاله

فهرست مقالات fuel cell

سکوی نشر دانش

پیوندهای سایت

مراکز مرتبط

پشتیبانی

صفحات رسمی