عنوان پایان نامه:

بررسی اثر امواج مایكروویو بر استخراج اسانس و تركیبات شیمیایی موجود در برخی نمونه های گیاهی

استاد راهنما:

دکتر حمید هاشمی مقدم

استاد مشاور:

 مهندس فرزانه بهادری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(پایان نامه مقطع ارشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده:
روش استخراج اسانس های گیاهی می تواند درصد و نوع ترکیبات شیمیایی موجود در آن را تغییر دهد.
در این تحقیق اسانس حاصل از آویشن با دو روش تقطیر با آب و استخراج با مایکروویو، استخراج گردیده و ترکیب شیمیایی اسانس های حاصل به کمک دستگاه کروماتوگرافی گازی – اسپکتروسکپی جرمی GC/MS شناسایی شد. همچنین اثر قدرت، زمان وحجم حلال در این کار بهینه شد. در این کار تاثیر روشهای مختلف خشک

یک مطلب دیگر :

سلامت روان از نظر مکتب روان تحلیلی

 کردن بر روی کمیت و کیفیت اسانس نیز بررسی شد.

یافته ها نشان داد که اجزای اصلی اسانس آویشن دنایی در روش تقطیر با آب به صورت زیر بود : پاراسیمن(16/1٪)، گاماترپینن (96/0٪)، تیمول (15/66٪)، کارواکرول(20/18٪) و کاریئوپیلن(20/2٪)
و در روش استخراج به کمک مایکروویودرصد اجزا به صورت زیر بود. پاراسیمن(05/3٪)، ­گاما ترپینن(92/2٪)، تیمول (48/78٪)، کارواکرول (57/6٪) وکاریئوپیلن (22/4٪)
همچنین مشخص شد که آویشن دنایی گل بنفش نسبت به آویشن پابسن دارای تیمول بیشتری می­باشد.
هنگام بهینه سازی توان دستگاه مشخص شد که در توانهای بالای دستگاه مقدار ترکیبات اکسیژن دار افزایش می­یابد. همچنین با گذشت زمان غلظت ترکیبات مونوترپنی کاهش یافته و غلظت ترکیبات اکسیژن دار افزایش می­یابد، زیرا ترکیبات مونوترپنی به شدت به گرما و نور حساس هستند.
نتیجه آن که این دو تحقیق نشان می­دهد تفاوت در روش استخراج به ویژه از جهت درجه حرارت و زمان فرآیند سبب تغییر در ترکیبات شیمیایی به دست آمده، می­شود.
همچنین مشاهده شد که هنگامی که گیاه در مایکروویو خشک می­گردد،  به علت سرعت بالای خشک شدن کیفیت اسانس حفظ می­گردد.
مقدمه:
تحقیقات در زمینه استخراج ترکیبات فعال بیولوژیکی از گیاهان به سرعت در حال انجام می­باشد. در روشهای قدیمی مثل تقطیر با بخار آب، با توجه به مدت زمان طولانی حرارت دادن برای رسیدن به دمای لازم جهت تبخیر ترکیبات فرار، بسیاری از این ترکیبات از دست می­روند، ترکیبات غیر اشباع و استری تجزیه و انرژی و زمان زیادی تلف خواهد شد. در روشهایی نیز که برای استخراج نهایی از حلالهای شیمیایی استفاده می­کنند، خطر ایجاد مسمومیت توسط حلال وجود دارد.

همچنین برای لیگاند  SnCl2(CH3)2 بررسی جایگاههای پیوندی نشان می دهد كه لیگاند دی متیل دی كلرید قلع ابتدا با جایگاه های بیرونی DNA همانند گروههای فسفات برهمكنش دارد و درنهایت شروع به متصل شدن به گروه های بازی می كند.
فصل اول: مقدمه
تاریخچه:

اصول علم شیمی درمانی، عمدتا در طول سالهای ۱۹۳۵ – ۱۹۱۹ برقرار گردید. ولی فقط از این موقع و بخصوص با ظهور سولفونامیدها و آنتی بیوتیکها بود که استفاده از مواد به عنوان محصولات مفید طبی واقعیت یافت. تنها مواد شیمی درمانی که قبل از زمان پل ارلیش شناخته شده بود، از گنه گنه برای درمان مالاریا، اپیکا برای اسهال آمیبی و جیوه برای درمان علائم سیفلیس تجاوز نمی‌کرد. 30سال اول قرن بیستم، شاهد پیشرفت مواد شیمی درمانی مفیدی بود که در بین آنها، ترکیبات آلی حاوی فلزات سنگین مانند آرسنیک، جیوه و آنتیموان، رنگها و تغییرات چندی در مولکول کینین Quinine) (بود. این مواد، پیشرفتهای فوق‌العاده مفیدی را نشان داد، ولی با این حال زیانهایی در برداشت. ۳۰ سال دیگر از قرن بیستم، شامل دوران بیشترین پیشرفت در زمینه شیمی درمانی است.
برای اولین بار شیمی درمانی بین‌المللی در سال ۱۳۳۴ (ه.ش.) صورت گرفت. در آن زمان، تنها یک داروی ضد سرطان وجود داشت، اما امروزه هزاران داروی جدید و موثر کشف شده‌است
جراحی، اشعه درمانی و شیمی درمانی سه روش اصلی معالجه سرطان هستند. روش ناخوشایند جراحی ، در جلوگیری از انتشار سرطان ناموفق است. اشعه درمانی و شیمی درمانی در معالجه سرطانهایی كه از یك ناحیه به نواحی دیگر بدن گسترش می یابند مانند سرطان خون مؤثرتر عمل می كنند اما دارای عوارض جانبی هستند مثل ریزش مو كم خونی و تهوع.
مطالعات برهمكنش دارو-DNA بسیار گسترده شده است[1-2]. به این دلیل كه بسیاری از داروهای ضد سرطان ، تاثیر خود را با برهمكنش با DNA  سلول نشان می دهند. اغلب این داروها به عنوان عامل جلوگیری كننده از تهیه اسید نوكلئیك ایفای نقش كرده و در برهمكنش با DNA ، آن را از ساختار عادی خود خارج ساخته و باعث برهم خوردن فعالیت طبیعی DNA  می شوند.
یك گروه از داروهای ضد سرطان سیس پلاتین ها هستند كه جزو كمپلكسهای كوئوردیناسیون معدنی می باشند[3-4].
عملكرد سیس پلاتین جلوگیری از نسخه برداری DNA است. این تركیب با حمله به نیتروژن هفتم و اكسیژن ششم گوانین برهمكنش خود را انجام می دهد[5-6]. سیس پلاتین یونهای كلرید خود را در جریان خون بدلیل غلظت بالای یون كلرید حفظ می كند، اما در درون سلول ، با توجه به غلظت پایین یون كلرید با یك واكنش هیدرولیز ، تعادل برقرار می شود. [7]
عوارض ناشی از شیمی درمانی:

یک مطلب دیگر :

تهوع، استفراغ، سرکوب مغز استخوان، اختلالات خونی، پوستی و متابولیک، عصبی و گوارشی و عفونی، ریزش مو، زخم و عفونت زبان و دهان، تغییرات و قطع عادت ماهانه در زنان، اختلال و کاهش اسپرم در مردان.
1-1- داروهای مورد مطالعه در شیمی درمانی
هدف درمان یک بیماری عفونی بدون صدمه زدن به میزبان، تا حدودی بوسیله آنتی بیوتیکی به نام پنی‌سیلین به انجام رسیده‌است. به تدریج ترکیبات متعدد دیگری مانند سولفانامیدها و انواع آنتی بیوتیکها کشف شدند. مواد شیمی درمانی می‌توانند بر حسب بیماریها و عفونتهایی که در درمان آنها مصرف می‌شوند یا بر اساس فرمول شیمیایی و ترکیبات وابسته به هم رده‌بندی گردند.
2-1- ویژگیهای داروهای درمان نئوپلاسم
الف-آنزیم هدف در سرطان دخیل باشد.
ب-داروهای ضد سرطان برای سلولهای سرطانی حساس به دارو بکار روند.
ج-دارو باید به سلول بدخیم برسد.
د-باید تنها در مرحله سیکل سلولی تجویز شود برای آنکه دارو موثر باشد.
ه-پیش از ایجاد مقاومت دارویی، سلول‌های سرطانی از بین برود. [8]
1-2-1- انواع داروهای شیمی درمانی نئوپلاسم
عمده داروهای مورد استفاده در شیمی درمانی می‌تواند در دسته‌های زیر قرار بگیرد:

گرایش : شیمی فیزیک

عنوان:

بررسی تخریب سونوشیمیایی مالاشیت سبز در محلول آبی در حضور رادیکال های پرسولفات فعال شده توسط یونهای کبالت و آهن

 استاد راهنما:

دکتر محمدتقی تقی زاده

استاد مشاور:

دکتر ناصر مدیرشهلا

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(پایان نامه مقطع ارشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده:
هدف از این مطالعه توسعه روشی جدید برای تخریب مالاشیت سبز (MG) از محلول های آبی       می باشد. این روش جدید بر پایه افزایش سرعت تخریب توسط پرسولفات (PS) و کاتالیزورها تحت تابش امواج ماورای صوت (US) است. نتایج نشان داد که سینتیک تخریب از مرتبه اول پیروی می کند. یک حمام التراسونیک با فرکانس  kHz35 برای بررسی تأثیر روش های مختلف که شامل امواج التراسونیک (US) به تنهایی ، با پرسولفات ،آهن ، کبالت ، رزین آهن ، رزین کبالت ، آهن و پرسولفات ، کبالت و پرسولفات مورد استفاده قرار گرفته است. تأثیرات ناشی از pH ، دز پرسولفات، دز آهن، دز کبالت، دز رزین آهن، دز رزین کبالت و مناسب ترین زمان تخریب مورد بررسی قرار گرفته اند. طیف سنجی FT-IR تغییرات در پیوندها را در تخریب التراسونیکی تعیین کرده است. نتایج نشان دادند که سیستم التراسونیکی توأم با پرسولفات و کبالت بیشترین بازده را در میان بقیه روش ها دارند.
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه
آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود. آلودگی آب‌ها

یک مطلب دیگر :

بازنمايي چيست؟

 بوسیله ضایعات کارخانجات تولید پارچه، کاغذ، چرم و صنایع داروسازی بوجود می‌آیند که این پساب‌ها درصد حذف مواد آلی ( COD ) و رنگ بالایی داشته و محیط زیست را شدیدا آلوده می‌کنند]1[.

رنگ‌ها مهم ترین آلوده‌کننده‌ها هستند و علت بوجود آمدن مشکلات زیستی، بهداشتی و سلامتی برای انسان‌ها و سایر موجودات زنده می‌باشند. مصرف این آب‌های آلوده تهدیدی جدی برای محیط زیست است ]3،2[. برای مثال، صنایع نساجی باعث تولید آلودگی آب‌ها می‌شوند. پساب خروجی‌ صنایع نساجی شامل مواد رنگی، جامدات سوسپانسه، ترکیبات آلی کلردار و برخی فلزات سنگین است که دارای pH و دمای گوناگونی هستند]4[.
در طی فرآیند رنگ‌سازی %15-1 آلودگی رنگ وارد محیط زیست می‌شود. تصفیه این آب‌های آلودگی رنگی یک مسأله‌ی مهم برای صنایع می‌باشد. همچنین ترکیبات سمی بطور قابل توجهی از طریق فاضلاب‌های صنایع مختلف وارد محیط زیست می‌شود. این ترکیبات عمدتا قابلیت تجزیه حیاتی پایینی دارند و باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌گردند]2،5،6[.
3 نوع روش تصفیه آب‌های آلوده شناخته شده‌اند: فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی]7[ .
اغلب ترکیبات آلی آروماتیک نسبت به تخریب بیولوژیکی مقاوم هستد و روش‌های بیولوژیکی تصفیه مانند جذب سطحی توسط کربن فعال و یا روش انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی و تکنیک اسمز معکوس بدین منظور چندان موثر نیستند چرا که این روش‌ها عمدتا آلودگی را از فاز آبی به پساب جامد انتقال می‌دهند و پسماند ثانویه‌ای تولید می‌شود که نیاز به تصفیه بیشتر دارد]8،9،6[ .
در دو دهه‌ی گذشته تلاش‌های زیادی برای حذف این ترکیبات آلاینده از محیط‌های آبی صورت گرفته است. از جمله‌ی این روش‌ها می‌توان به فرآیند‌های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) و استفاده از روش امواج التراسونیک اشاره نمود]10 [.
سونوشیمی زیست‌محیطی به عنوان یک شاخه علمی رو به رشد می‌باشد که به بحث در مورد تخریب ترکیبات آلی در محلول‌های آبی توسط امواج ماورای صورت می‌پردازد، این روش به عنوان یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته طبقه‌بندی می‌شود]11[. کارایی امواج ماورای صوت (US) در حذف ترکیبات آلی به تنهایی قابل توجه نمی‌باشد، بنابراین تلاش‌های زیادی برای افزایش سرعت فرایند صورت گرفته است]12 [.
2-1- آلودگی آب ها
با توجه به مطالب فوق جلوگیری از آلودگی آب‌ها و تصفیه آب‌های آلوده به عنوان یک ضرورت حیاتی مطرح است که در قدم نخست باید عوامل آلوده‌کننده را شناخت که این عوامل در سه گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:
1- فاضلاب‌ها و پساب‌ها
2- آلودگی‌های کشاورزی
3- سایر آلوده‌کننده‌ها

2-4- مشخصات كلرامفنیكول………………………………………………………… 36
2-5- روش تهیه محلول مادر CAP………………………………………………………
2-6- روش تثبیت نانو ذرات تیتانیوم دی اكسید بر روی بسترهای شیشه ای……. 38
2-7- تكنیك های مورد استفاده برای تعیین مشخصات بسترهای تهیه شده از نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای…. 40
2-8- روش تعیین میزان بارگیری نانوذرات تیتانیوم دی اكسید بر روی صفحات شیشه ای..41

2-9- بررسی فعالیت فتوكاتالیزوری نانوذرات تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای…… 42
2-10- نحوه ارائه نتایج……………………………………………………………….. 42
2-11- روش اندازه گیری غلظت CAP موجود در محلول…………………………….. 43
2-12- روش آماده سازی نمونه ها برای اندازه گیری TOC…………………………
2-13- روش آماده سازی نمونه ها برای اندازه گیری میزان یون های آمونیوم، نیترات، نیتریت و كلرید…… 45
2-14- اندازه گیری نیترات به روش اسپكتروفتومتری………………………. 46
2-15- اندازه گیری نیتریت به روش اسپكتروفتومتری………………………… 46
2-16- اندازه گیری كلرید به روش آرژانتومتری……………………………… 46
2-17- اندازه گیری آمونیوم به روش رنگ سنجی به كمك شناساگر نسلر…….. 47
فصل سوم: نتایج و بحث

یک مطلب دیگر :

3-1- مشخصات بسترهای تهیه شده از نانوذرات TiO₂-P25 بر روی صفحات شیشه ای….. 48
3-1-1-  تصاویر SEM…………………………………………………………………
3-1-2- تصاویر AFM………………………………………………………………….
3-2- تأثیر پارامترهای عملیاتی در راندمان حذف كلرامفنیكول توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای….. 53
3-2-1- بررسی تأثیر غلظت اولیه كلرامفنیكول…………………………………… 53
3-2-2- بررسی تأثیر شدت نور فرابنفش………………………………………. 55
3-2-3- بررسی تأثیر pH……………………………………………………………….
3-3- طراحی آزمایشات فعالیت فتوكاتالیزوری نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر اساس خواص آرایه های متعامد….. 60
3-3-1- بهینه سازی میزان حذف……………………………………………….. 63
3-3-2- تعیین شرایط بهینه برای فعالیت فتوكاتالیزوری نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده در حذف CAP………………..
3-3-3- تعیین سهم متغیرهای انتخابی در فعالیت فتوكاتالیزوری نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده در حذف CAP ………
3-4- آنالیز سینتیك حذف CAP توسط نانوذرات TiO₂-P25 تثبیت شده بر روی صفحات شیشه ای  در فتوراكتور ناپیوسته.. 70
3-5- مطالعات معدنی سازی CAP توسط نانوذرات دی اكسید تیتانیوم در فتوراكتور ناپیوسته……77
3-6- نتیجه گیری………………………………………………….. 80

3-4- تهیه کاتالیست پلاتین/کربن…………………………………………………………. 44
3-5-تهیه جوهر کاتالیست………………………………………………………………… 44
3-6- آماده­سازی الکترود کربن­شیشه………………………………………………… 45
فصل چهارم: بحث و نتیجه­ گیری
4-1- کلیات………………………………………………………………………………….. 47
4-2- بررسی ریخت­شناسی و تجزیه عنصری……………………………………………. 47
4-3- ولتامتری چرخه­ایPt/C  در محلول قلیایی…………………………………………. 49
4-4- بررسی فعالیت و پایداری کاتالیست  Pt/Cدر محلول بازی متانول………………. 51
4-4-1- بررسی ولتاموگرام چرخه­ای الکترود Pt/C/GC در محلول بازی متانول…………. 51
4-4-2- بررسی منحنی­‌های EIS و کرونوآمپرومتری الکترود Pt/C/GC در اکسایش متانول…. 53
4-5- بررسی فعالیت و پایداری کاتالیست  Pt/Cدر محلول قلیایی 2-پروپانول……….. 56
4-5-1- بررسی ولتاموگرام چرخه‌ای الکترود Pt/C در اکسیداسیون 2-پروپانول………… 56
4-5-2- بررسی منحنی­‌های نایکوئیست و کرونوآمپرومتری کاتالیست Pt/C در اکسایش 2-پروپانول… 59

4-6- بررسی فعالیت و پایداری کاتالیست  Pt/Cدر اکسیداسیون 1و2-پروپان‌دی‌ال……….. 60
4-6-1- ولتامتری چرخه‌ای الکترود Pt/C/GC در محلول قلیایی 1و2-پروپان‌دی‌ال…………… 60
4-6-2-بررسی پایداری Pt/C اکسیداسیون 1و2-پروپان‌دی‌ال………………………………… 62
4-7- بررسی عملکرد کاتالیست پلاتین/کربن در اکسیداسیون سوخت‌های مختلف…. 64
4-7-1- بررسی و مقایسه ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود Pt/C/GC در اکسیداسیون متانول، 2-پروپانول و 1و2-پروپان‌دی‌ال در محیط قلیایی…..65
4-7-2- مقایسه و بررسی نمودارهای ولتامتری روبش خطی Pt/C در اکسیداسیون الکل­های مختلف………67
4-7-3-  مقایسه و بررسی نمودارهای تافل کاتالیست Pt/C  در اکسیداسیون الکل‌ها…………. 68
4-7-4- بررسی نمودارهای کرونوآمپرومتری الکترود  Pt/C/GCدر اکسیداسیون الکل‌های مختلف… 69
4-7-5- مطالعات اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی الکترود  Pt/C/GCدر اکسیداسیون الکل‌های مختلف.. 72
4-8-نتیجه گیری……………………………………………………………………………………….. 75
4-9-پیشنهادات…………………………………………………………………………………….. 76
4-10-منابع………………………………………………………………………………………. 77
چکیده:
در این پروژه ابتدا نانوکاتالیست پلاتین/کربن به وسیله‌ی کاهش شیمیایی نمک پلاتین با کاهنده شیمیایی سدیم بور هیدرید سنتز شد. ویژگی‌های ساختاری و مورفولوژی نانوکاتالیست سنتز شده با استفاده از طیف­سنجی پراکنش انرژی و میکروسکوپ روبش الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت و پایداری نانوکاتالیست Pt/C در الکترواکسیداسیون الکلهای مختلفی مانند متانول، 2- پروپانول و 1و2- پروپان­دی­ال در محیط قلیایی مورد بررسی قرار گرفت. تکنیک‌های ولتامتری چرخه‌ای، کرونوآمپرومتری و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی برای بررسی واکنش اکسیداسیون استفاده شدند. Pt/C دانسیته جریان بالایی در اکسیداسیون 1و2-‌ پروپان­دی­ال در مقایسه با متانول و 2- پروپانول نشان می‌‌دهد. مقدار پتانسیل آغازی برای Pt/C در اکسیداسیون 1و2- پروپان دی ال مقدار منفی تر نسبت به اکسیداسیون متانول دارد که این امر به دلیل سنتیک سریع واکنش اکسیداسیون 1و2- پروپان دی ال می­باشد. نتایج آزمایشات کرونوآمپرومتری تایید می­‌کند که Pt/C

یک مطلب دیگر :

منبع پایان نامه با موضوع فناوری اطلاعات، سیستم های اطلاعات، کیفیت اطلاعات

 دانسیته جریان پایدارتری در اکسیداسیون 1و2-‌‌‌ پروپان‌دی‌ال نشان می‌­دهد. نتایج حاصل از امپدانس الکتروشیمیایی پس از طی 100 چرخه نشان داد که مقاومت انتقال بار در اکسیداسیون 1و2-‌‌‌ پروپان‌دی‌ال کمترین مقدار و برای 2-پروپانول بیشترین مقدار را دارد. دلیل این امر این است که در اکسیداسیون1و2-‌‌‌ پروپان‌دی‌ال مقاومت کاتالیست در برابر جذب حد واسط بالاست و حد واسط ها به راحتی نمی­‌توانند سایت‌های فعال واکنش را مسدود کنند.

فصل اول: مقدمه ای بر پیل های سوختی
1-1- مقدمه
امروزه در استفاده از سوخت‌­های فسیلی که 80 درصد انرژی زمین را تأمین می­‌کنند دو مشکل اساسی وجود دارد. اول اینکه ذخایر این سوخت‌­ها محدود است و دیر یا زود تمام خواهند شد. دوم اینکه سوخت‌های فسیلی از عوامل اساسی ایجاد مشکلات زیست محیطی مثل گرم شدن کره زمین، تغییرات آب و هوایی، ذوب کوه‌های یخی، بالا آمدن سطح دریاها، باران‌های اسیدی، از بین رفتن لایه ازن و … هستند [1].
در اوایل سال 1970 استفاده از انرژی هیدروژن برای حل مشکلات ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی پیشنهاد شد. هیدروژن یک منبع انرژی عالی با ویژگی‌های فراوان است. هیدروژن سبک‌ترین، تمیزترین و پر­بازده‌ترین سوخت به­حساب می­آید. یکی از ویژگی‌های هیدروژن این است که طی فرآیندهای الکتروشیمیایی در پیل­های سوختی می­‌تواند به انرژی الکتریکی تبدیل شود. قابل ذکر است بازده چنین تبدیلی در پیل سوختی بالاتر از راندمان یک موتور احتراق داخلی است که انرژی سوخت فسیلی را به انرژی مکانیکی تبدیل می­کند. علاوه بر این سوخت، سوخت‌های دیگری نیز همچون الکل‌ها به­خصوص متانول و اتانول به­دلیل چگالی بالای انرژی و آسانی ذخیره‌سازی و حمل آن­ها نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند.
2-1- پیل سوختی چیست؟
پیل سوختی یک وسیله الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی سوخت را به­طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می­کند. معمولاً فرآیند تولید انرژی الکتریکی از سوخت‌های فسیلی شامل چند مرحله تبدیل انرژی است:
– احتراق که انرژی شیمیایی سوخت را به گرما تبدیل می­کند.
– گرمای تولید شده برای به‌جوش آوردن آب و تولید بخار استفاده می­شود.
– بخار، توربینی را به حرکت در می آورد و در این فرآیند انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی تبدیل می­شود.
– انرژی مکانیکی باعث راه­اندازی یک ژنراتور و در نتیجه تولید انرژی الکتریکی می­شود.
در یک پیل سوختی برای تولید انرژی الکتریکی نیازی به عمل احتراق نیست و هیچ بخش متحرکی مورد استفاده قرار نمی‌­گیرد، به­عبارت دیگر به­جای سه مرحله تبدیل انرژی، در یک مرحله انرژی الکتریکی تولید می‌­شود (شکل1-1).
نکته مهم دیگر که به آن می‌توان اشاره داشت این است که این پیل‌ها موتورهای الکتروشیمیایی هستند نه موتور گرمایی و به­همین دلیل تابع محدودیت سیکل کارنو نبوده و لذا بازده آن­ها بالا می­‌باشد.
مزایای فناوری پیل سوختی عبارتند از:
– آلودگی بسیار پایین و در حد صفر.
پیل­های سوختی که با هیدروژن کار می­کنند آلودگی در حد صفر دارند و تنها خروجی آن­ها هوای اضافی و آب می­‌باشد. این ویژگی نیز باعث شده پیل‌های سوختی نه تنها برای حمل و نقل مورد توجه قرار گیرند بلکه برای کاربردهای خانگی و نظامی نیز مورد استفاده قرار گیرند. اگر پیل سوختی از سوخت دیگری برای تولید هیدروژن مورد نیاز خود استفاده کند یا اگر متانول را جایگزین هیدروژن در پیل سوختی کنیم آلودگی‌هایی از جمله دی­ اکسید‌کربن تولید می­شود، ولی مقدار این آلودگی­ها کمتر از آلودگی­هایی است که وسایل معمول تولید انرژی به­وجود می­آورند.
– وابستگی کمتر به نفت.
هرچند هیدروژن به سادگی در دسترس نیست ولی می­توان آن را از الکترولیز آب یا سوخت­های هیدروکربنی به­ دست آورد.