مروری بر عملکرد پیل سوختی غشاء پلیمری به عنوان تامین کننده توان یک خودرو تحت پدیده زوال لایه کاتالیست

دو نقطه گلوگاهی برای توسعه تکنولوژی سیستمهای پیلهای سوختی بویژه برای استفاده در ناوگان حمل و نقل، استحکام یا طول عمر بالا و قیمت و هزینه تمام شده است. به همین جهت هدف اصلی در این مقاله مرروی بر عملکرد پیل سوختی تحت پدیده زوال با رویکرد استفاده آن در خودرو میباشد. زوال لایه کاتالیست به معنی انجام فرآیندهایی است که در اثر گذشت زمان سبب کاهش سطح موثرء برای انجام واکنش الکتروشیمیایی و تودهای شدن ذرات کاتالیست میشود که نتیجه آن افت قابل ملاحظهای در کارایی و عملکرد پیل خواهد بود. طبق تعریف دوام برای پیل در کاربردهای حمل و نقل، نباید در اثر کارکرد مداوم تا 5000 ساعت تحت بارگذاری دورهای از میزان کارایی آن بیش از 10٪ کم شده باشد. به طور کلی عوامل زوال لایه کاتالیست را به چهار دسته کلی میتوان دستهبندی نمود که عبارتند از: الف( حضور آلاینده در سوخت، ب( انحلال کاتالیزور در فاز غشاء، پ( فرسودگی سریع مواد موجود در لایه کاتالیست و ت( استفاده از پیل تحت بارگذاری دینامیکی دورهای. در کاربرد حمل و نقل مورد )ت( محتملتر به نظر میرسد. تحقیقات مفیدی در مورد زوال لایه کاتالیست تحت بارگذاری دینامیکی دورهای، وجود دارد. در این تحقیقات به بررسی فرآیند انباشتگی ذرات پلاتین به عنوان کاتالیزور، تبدیل آنها از پلاتین فعال به پلاتین غیر فعال، افزایش قطر ذرات پلاتین تحت انحلال آن در غشاء و در نهایت به بررسی نحوه کاهش سطح موثر انجام واکنش پرداخته شده است. و گاها در پارهای از موارد نیز راهکارهایی جهت مقابله با از دست رفتن سایتهای واکنش ارایه شده است. اما نکته جالب در خصوص همه تحقیقات انجام شده این است که صرفا به صورت آزمایشگاهی بودهاند و هیچکدام از آنها، مدل کامل تیوری برای پیش بینی عملکرد پیل سوختی را بعد از انجام بارگذاری سیکلی در اثر گذشت زمان ارایه ننموده است.