به نقل از «خبرگزاری دانشجو»

بررسی مکانیسم عبور آب، یون و سوخت درون شبکه پلی الکترولیتی/ بهینه سازی غشا‌های پلی الکترولیت

تاریخ انتشار: ۴ آذر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۱۵۶۶۸۲

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تکیه بر دانش خود موفق به بررسی مکانیسم عبور آب، یون و سوخت در شبکه پلی الکترولیتی به منظور بهینه سازی غشا‌های پلیمری تبادلگر یونی با استفاده از ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی شدند.

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محمد جعفررضایانی دانش‌آموخته مقطع دکتری و مجری طرح «شبیه‌سازی دینامیک مولکولی نفوذ آب در شبکه‌های پلی الکترولیتی: اثر گروه‌های آب‌دوست و آب‌گریز» گفت: کمبود یک مطالعه جامع از بررسی فرایند اصلی نفوذ کوچک مولکول‌ها مانند آب، یون و سوخت (عموماً متانول) درون سامانه‌های پلی الکترولیتی (غشا‌های تبادلگر یونی) مورد استفاده در پیل‌های سوختی و غشا‌های تصفیه کننده آب و همچنین پارامتر‌های ساختاری شبکه پلی الکترولیت بر این فرایند ما را بر آن داشت تا به مطالعه دقیق‌تر 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 داده‌های شبیه سازی با داده‌های 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، دکتر حسام مکّی و استاد مشاور دکتر رولاند نتز هستند.

منبع: خبرگزاری دانشجو

کلیدواژه: دانشگاه امیرکبیر یون 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 snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۱۵۶۶۸۲ 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:

بومی سازی تجهیزات الکترونیکی کاربردی در صنعت دریا

فرهاد فتوره چی مدیر عامل یک شرکت دانش‌بنیان در گفت و گو با خبرنگار مهر اظهار کرد: عمده فعالیت این شرکت دانش بنیان در دو زمینه انجام می شود یکی محصولات دانش بنیان و دیگری ارائه راه حل های تکنولوژیک و دانش بنیان برای حل مسائل صنایع بالاخص صنعت دریایی.

این فعال فناور ادامه داد: این شرکت در زمینه الکترونیک دریایی، تولید کننده انواع مانیتور دید در روز ، دوربین ضدانفجار، موتور ژنراتور، سیمیلاتور، پایه های شبیه سازامواج دریا، کامپیوتر استاندارد دریایی، آنتن بیسیم، پردازش تصویر و اتوپایلوت است.

وی با اشاره به ساخت نرم افزار شبیه ساز هدایت نرم افزاری شناور توسط فناوران این شرکت در این باره توضیح داد و افزود: این سیستم به منظور آموزش و تمرین در هدایت شناورها (ویژه سنتورهای کنترل از راه دور)طراحی و ساخته شده است. از آنجا که آموزش هدایت این شناورها در محیط واقعی بسیار پرهزینه است این سیستم به کاربران کمک می‌کند تا در محیط شبیه سازی شده بسیار واقعی شناور را هدایت کند.

فتوره چی با بیان اینکه از آنجا که در این نرم‌افزار پارامترهای فیزیکی موثر تا حد بالایی مد نظر بوده است، کاربران به حس درستی از آنچه در عمل با آن مواجه اند، دست می یابند، گفت: این موضوع توسط چندین قایقران حرفه ای تایید شده است. این سیستم طراحی همچنین دارای سه مود دید از ساحل، دید از روی شناور و دید از بالاست که هر سه همزمان قابل نمایش است. تدوین نرم افزار این سیستم از روی معادلات حرکت شناور که قبلاً در این شرکت طی سال ها مطالعه و آزمون به دست آمده، انجام شده است.

مدیر عامل شرکت دانش بنیان فهم الکترونیک از دوربین ضدانفجار به عنوان یکی دیگر از محصولات شرکت نام برد و گفت: این شرکت دوربین های ضدانفجاری متنوعی برای موارد صنعتی ودفاعی ساخته است که مشخصات فنی محصولات مطابق با نیاز مشتری طراحی و یا تغییر پیدا کرده است.

وی درباره مشخصات این محصول توضیح داد و گفت : بدنه این محصول از جنس استیل و آلومینیوم دریایی و کاملا ضدآب است به طوری که باعث شده است که مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه و شکستگی داشته و قابل نصب بر روی ادوات دفاعی نیز است. رنج دمایی این محصول از صفر تا ۶٠ درجه سانتی گراد است.

این مدیر دانش بنیان با اشاره به ساخت پایه های پایدار و شبیه ساز نوسانات دریایی در این شرکت گفت: شبیه سازی نوسانات حرکتی مانند خودرو و شناور و هواپیما با تاکید بر نوسانات دریا از اهداف ساخت این محصول است. راستی آزمایی سنسورهای دینامیکی و استاتیکی و ادوات بازی های رایانه ای و تجهیزات بازی های مکانیکی از دیگر موارد استفاده این شبیه ساز به شمار می رود.

کد خبر 6089403 مهتاب چابوک