نام پژوهشگر: محمودرضا بدیعی

تهیه و بررسی عملکرد مواد آند باتری های آلومینیوم- هوا بر پایه آلیاژهای آلومینیوم- بیسموت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1393
  محمودرضا بدیعی   محسن محسن نیا

به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و حفظ ذخایر انرژی، جایگزینی سوخت های فسیلی موضوع بسیاری از تحقیقات قرار گرفته است. تحقیقات جدید روی بهبود چگالی انرژی سوخت های جایگزین و کاهش قیمت تمام شده تمرکز دارند. در میان جایگزین ها، باتری ها به علت آلودگی فوق العاده کمتر و چگالی انرژی مناسب نسبت به سوخت های فسیلی در خط اول گزینه های جایگزینی قرار دارند. باتری های فلز- هوا به علت استفاده از هوا به عنوان ماده ی مورد استفاده در کاتد جرم کمتری دارند و این امر باعث شده است که چگالی انرژی این باتری ها در مقایسه با چگالی انرژی سوخت های فسیلی قابل توجه باشد. در این تحقیقات با توجه به فراوانی و قیمت مناسب آلومینیم، آلیاژهای این عنصر با بیسموت برای استفاده به عنوان آند باتری های آلومینیم- هوا با استفاده از محلول 2 مولار سدیم کلرید به عنوان الکترولیت بررسی شده است. در ابتدا رفتار الکتروشیمیایی یکی از آلیاژهای تجاری آلومینیم بررسی می شود. پس از آن تأثیر دو عامل در بهبود این رفتار تحقیق شده است: 1- افزودن مقادیر مختلف بیسموت به عنوان عنصر آلیاژی؛ 2- انجام عملیات حرارتی مختلف. اگرچه اضافه کردن بیسموت به آلیاژ ابتدایی باعث ایجاد خوردگی مدار باز می شود اما در مقابل پتانسیل مدار باز از 760- میلی ولت در آلیاژ ابتدایی به 1400- میلی ولت در آلیاژهای تهیه شده تغییر می کند. هم چنین مقادیر جزئی بیسموت در آلیاژها باعث افزایش فعالیت سطح آند می شود. با انجام عملیات حرارتی در دمای 600 درجه سلسیوس عملکرد آندی آلیاژهای ساخته شده بهبود می یابد. با اضافه کردن 25/0 درصد بیسموت و انجام بهترین عملیات حرارتی روی آن، بیشینه چگالی توان از 50 به 90 میلی وات بر سانتی متر مربع افزایش می یابد.