جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « الکترولیت » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »
تکرار جستجوی کلیدواژه «الکترولیت» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
اکسید مس به روش های مختلفی ازجمله الکترولیز، احیای نمک های مس یا اکسید مس، اکسایش حرارتی و آب گرمایی بدست می آید. روش الکتروشیمیایی به علت هزینه، دمای پایین، سهولت کار، خلوص بالا و همخوانی با محیط زیست بسیار مورد توجه است. در این پژوهش تاثیر الکترولیت NaCl ، Na2SO4 و CTAB (cetyltrimethylammonium bromide,C19H42BrN) در سنتز نانوذرات Cu2O به روش الکتروشیمی مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات NaCl در سه مقدار 58/5، 117و 175/5 (g/lit)، تغییرات Na2SO4 در غلظت های 24، 32 و 48 (g/lit) و تغییراتCTAB در محدوده 2، 4، 6 و 15 (g/lit) انتخاب شد. چگالی جریان و دما ثابت و به ترتیب برابر با 0/4 آمپر بر سانتی مترمربع و 70 درجه سانتی گراد و فاصله بین کاتد و آند 2/5 سانتی متر ثابت در نظر گرفته شد. جهت مشاهده ریخت شناسی نمونه ها و شناسایی ترکیب و تعیین اندازه ذره از FESEM و XRD استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت الکترولیت NaCl و Na2SO4، خلوص Cu2O بیش تر می شود. اندازه بلورک های Cu2O زیر 100 نانومتر و تشکیل Cu2O به صورت چند بلوری بود. همچنین غلظت بالای NaCl نسبت به Na2SO4 نتیجه بهتری را دربر داشت. CTAB به طور موثری مانع رشد نانوذرات Cu2O بود و اندازه ذرات با افزایش CTAB رابطه معکوس داشت. بهترین نتیجه در نمونه با CTAB (g/ lit) 4 و NaCl (g/ lit) 175 بدست آمد. نانوذرات Cu2O با خلوص بالا و اندازه بلورک 27/87 نانومتر تولید شد.
کلید واژگان: نانوذرات, اکسید مس, سنتز الکتروشیمیایی, الکترولیت}Copper oxide is obtained by various methods, including electrolysis, recovery of copper salts or copper oxide, thermal oxidation and hydrothermal treatment. Electrochemical method is very interesting due to its low cost, low temperature, ease of operation, high purity and compatibility with the environment. In this research, the effects of NaCl, Na2SO4 and CTAB (cetyltrimethylammonium bromide, C19H42BrN) electrolytes on the synthesis of Cu2O nanoparticles by electrochemical method were investigated. Changes of NaCl in three values of 58.5, 117 and 175.5 (g/lit); changes of Na2SO4 in concentrations of 24, 32 and 48 (g/lit) and changes of CTAB in the range of 2, 4, 6 and 15 (g/lit) were selected. The current density and temperature were fixed and equal to 0.4 (amps/cm2) and 70°C, respectively, and the fixed distance between the cathode and the anode was considered to be 2.5 cm. FESEM and XRD were used to observe the morphology of the samples and identify the composition and determine the particle size. The results showed that by increasing the concentration of NaCl and Na2SO4 electrolyte, the purity of Cu2O increased. The size of Cu2O crystals was below 100 nm and the formation of Cu2O was polycrystalline. Also, high concentration of NaCl gave better results compared to Na2SO4. CTAB effectively prevents the growth of Cu2O nanoparticles and the particle size was inversely related to the increase of CTAB. The best result was obtained in the sample with 4 (g/lit) CTAB and 175(g/lit)NaCl. Cu2O nanoparticles with high purity and crystal size of 27.87 nm were produced.
Keywords: Nanoparticles, Copper oxide, Electrochemical synthesis, Electrolyte} -
مقدمه
پودر نانو مس به روش های مختلفی تهیه می شود که می توان به روش های احیای شمیایی، تبخیر- رسوب، پلاسما، مکانیکی شیمیایی، انفجار الکتریکی، رسوب الکترولیتی و اتمیزه کردن مذاب فلز اشاره کرد. در میان اینها، روش الکترولیتی به دلیل ساده بودن فرآیند، مصرف انرژی کم، بازده بالا، کنترل آسان، آلودگی محیط زیست کم، مورد توجه است. در این پژوهش نقش جنس الکترود و غلظت محافظت کننده در سنتز الکتروشیمیایی نانو ذرات مس مورد بررسی قرار گرفت.
روشچگالی جریان و دما ثابت و به ترتیب برابر با A/cm2 04/0 و C° 50 و فاصله بین کاتد و آند 5/2 سانتی متر به عنوان ثوابت تحقیق در نظر گرفته شد. متغیرهای تحقیق شامل الکترودهای کاتدی مس، طلا، فولاد و روبیدیم و همچنین غلظت محافظت کننده CTAB بود.
یافته هانتایج نشان داد با کاتد مس و طلا می توان به اندازه بلورک های کوچک تری دست یافت. آنالیز XRDنشان داد که بهترین خلوص نانو ذرات مس، توسط کاتد مس بدست می آید. نتایج SEM نشان داد که کاتد طلا منجر به تشکیل ذرات کروی و غیر مکعبی؛ و کاتد مس باعث تشکیل ذرات مکعبی شکل شده اند. با افزایش مقدار CTAB میزان خلوص مس افزایش یافته و به طور موثری از رشد نانو ذرات مس ممانعت شد. شاخص بلورینگی بیش از یک و فلز مس بصورت پلی کریستال است.
نتیجه گیریاز آنجا که روش الکترولیز جزء روش های ارزان و آسان محسوب می شود و قابلیت صنعتی شدن را دارد؛ نقش جنس الکترود و ترکیب الکترولیت در سنتز نانو ذرات مس بررسی شد تا اثر این پارامترها در مسیر صنعتی شده مورد ارزیابی قرار گیرد.
کلید واژگان: نانوذره, مس, سنتز الکتروشیمیایی, CTAB, الکترولیت}IntroductionNano copper powder is prepared by various methods, which can be mentioned as chemical regeneration, evaporation-deposition, plasma, chemical mechanical, electric explosion, electrolytic deposition and liquid metal atomization methods. Among these, the electrolytic method is more ideal due to the simplicity of the process, low energy consumption, high efficiency, easy control, and low environmental pollution. In this research, the role of electrode material and protective concentration in the electrochemical synthesis of copper nanoparticles was investigated.
Methodsconstant current density and temperature equal to 0.04 A/cm2 and 50 C° and the distance between cathode and anode 2.5 cm were considered as research constants. Research variables included copper, gold, steel and rubidium cathode electrodes as well as CTAB protective concentration
Findings. The results showed that smaller crystals can be obtained with copper and gold cathodes. XRD analysis showed that the best purity of copper nanoparticles is obtained by copper cathode. SEM results showed that the gold cathode leads to the formation of spherical and non-cubic particles; and the copper cathode caused the formation of cubic particles. By increasing the amount of CTAB, the purity of copper increased and the growth of copper nanoparticles was effectively prevented. The crystallinity index is more than one and the copper metal is polycrystalline.
Keywords: Nanoparticle, Copper, electrochemical synthesis, CTAB, Electrolyte} -
در این پژوهش، نانوساختارهای خالص گارنت ایتریوم آلومینیوم YAG, Y3Al5O12 طی فرایند دو مرحله ای و با استفاده از پیش ماده های کلریدی در محلول الکترولیت آب-اتانول با نسبت مشخص سنتز شدند و تاثیر سورفکتانت کاتیونی CTAB بر اندازه ذرات و ریخت شناسی نانوساختارهای تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. برای سنتز YAG، لایه ای از فیلم هیدروکسید به روش ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی در سطح کاتد نشانده شد و سپس طی عملیات حرارتی، به فرآورده اکسید نهایی تبدیل شد. از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)، گرماسنجی تفاضلی و وزن سنجی حرارتی (DTA-TGA) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، به ترتیب برای شناسایی فاز و ساختار بلوری ماده به دست آمده، شناسایی باندهای جذبی آن، بررسی رفتار حرارتی رسوب هیدروکسید در هنگام عملیات حرارتی و تعیین ریخت شناسی و اندازه ذرات پودر حاصل استفاده شد. نتایج مطالعات نشان داد که ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی، روشی عملی و بسیار کارآمد برای تهیه نانوساختارهای YAG است و افزودن سورفکتانت کاتیونی CTAB به الکترولیت به هنگام ترسیب الکتروشیمیایی می تواند سبب تشکیل ذرات ریزتر شود و همچنین تاثیر چشمگیری در یکنواختی و توزیع باریک تر اندازه ذرات دارد.
کلید واژگان: نانوساختار, ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی, الکترولیت, فیلم هیدروکسیدی}In this research, pure Yttrium Aluminum Garnet (YAG, Y3Al5O12) nanostructures were synthesized through a two-step process by using chloride precursors in a solution of water–ethanol electrolyte with specific ratio. Also, the effect of cationic surfactant CTAB, on the size and the morphology of the prepared nanostructures were investigated. For the synthesis of YAG, a layer of hydroxide film was deposited on the surface of cathode via cathodic electrodeposition method and then, it was transformed to the final oxide product in the course of a thermal operation. X-Ray Diffraction (XRD) analysis was used for characterization of phase and crystal structure of prepared materials and also Fourier Transform Infra-Red spectroscopy (FTIR) was used for characterization of absorption bonds. Thermal behavior of deposited hydroxide during the thermal operation was studied by Differential Thermal Analysis and Thermal Gravimetric Analysis (DTA-TGA) technique. The morphology and particle size of obtained powder was determined by Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of our studies showed that the cathodic electrodeposition method is a practical and very efficient method for preparation of YAG nanostructures and addition of a cationic surfactant like CTAB into the electrolyte during the electrochemical deposition can lead to the formation of smaller particles and also has an impressive effect on the homogeneity and narrower particles size distribution.
Keywords: Nanostructures, Cathodic electrodeposition, Electrolyte, Hydroxide film} -
امروزه فیلم های اکسید آلومینیوم آندی (AAO) ایجادشده به کمک آندایزینگ، دارای کاربردهای گسترده ای در حوزه های مختلفی از نانو می باشند. در این پژوهش به بررسی چگونگی ایجاد AAO به کمک آندایزینگ نرم و سخت آلیاژ آلومینیوم 1100 در سه شرایط متفاوت پرداخته شد و پارامترهای مشخصه فیلم های حاصل از این سه حالت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که به کمک مخلوط اسید اگزالیک- اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت آندایزینگ می توان در ولتاژهای پایین تری نسبت به آندایزینگ در محلول اسید اگزالیک به فیلم های AAO مناسب دست یافت. هم چنین با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی نشر میدانی مشخص شد، به کارگیری مخلوط اسید اگزالیک- اسید سولفوریک منجر به دست یابی به فیلم هایی با فاصله بین حفره ای و قطر حفره ای کمتر بدون کاهش کیفیت فیلم اکسیدی می شود. ضخامت لایه سدی نیز به عنوان پارامتر مهم برای رشد مواد مختلف درون AAO از 155 نانومتر به حدود 110 نانومتر کاهش می یابد. بررسی فازهای موجود در AAO به کمک آنالیز پراش اشعه ایکس حاکی از ساختار آمورف-بلوری این فیلم ها داشت. نتایج آنالیز EDS نشان داد، این فیلم ها با اضافه شدن اسید سولفوریک به محلول آندایزینگ حاوی مقادیر گوگرد می شوند و با افزایش غلظت اسید سولفوریک به کار رفته مقدار گوگرد بیشتر خواهد شد. این موضوع نشان دهنده قدرت اسیدی بالای اسید سولفوریک و نفوذ این عنصر به فیلم در حین فرایند آندایزینگ می باشد.کلید واژگان: آندایزینگ, الکترولیت, لایه سدی, اسید سولفوریک, فاصله بین حفره ای}Nowdays, AAO (Anodic Aluminium Oxide) films obtained by anodizing, have vast applications in different fields of nano. In this study, AAO films production by mild and hard anodizing of 1100 aluminium alloy was investigated in three different conditions, and the characteristic parameters of these films were studied. Results showed that AAO films produced in oxalic acid and sulfuric acid mixture as an anodizing electrolyte needs to lower voltage compared with films produced in oxalic acid electrolyte alone. Mixture of oxalic acid and sulfuric acid generated AAO films with smaller interpore distance and pore diamaeter without any reduction in oxide film quality. Thickness of the barrier layer which is an important parameter for the growth of materials, was also reduced from 155 nm to about 110 nm. Phase analysis results using XRD patterns showed amorphous-crystalline structure of AAO films. EDS results showed the presence of sulfur in these films with addition of sulfuric acid to the anodizing electrolyte, and the more sulfuric acid was added to the solution, the amount of sulfur was increased. This shows high acidic potential of sulfuric acid and its peneteration into the film during anodizing process.Keywords: Anodizing, Electrolyte, Barrier layer, Sulfuric acid, Interpore Distance}
-
در پژوهش حاضر، بهینه سازی پارامترهای موثر در فرآیند ریخته گری نواری برای تولید فیلم ضخیمی از ترکیب زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا (YSZ8)، جهت استفاده به عنوان الکترولیت جامد در پیل های سوختی اکسید جامد (SOFC) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، طراحی تاگوچی با در نظر گرفتن خصوصیاتی از دوغاب و فیلم ایجاد شده شامل ویسکوزیته دوغاب و دانسیته خام نمونه های تولیدی و متغیرهایی نظیر درصد فاز جامد، درصد چسب و نسبت پلاستیسایزر به چسب، استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که درصد فاز جامد بیش ترین تاثیر را بر ویسکوزیته دوغاب و دانسیته خام دارد. لذا دوغابی حاوی حداکثر فاز جامد ممکن (65 درصد وزنی دوغاب) با درصدی مناسب از چسب (6 درصد وزنی فاز جامد مورد استفاده) و پلاستیسایزر (معادل درصد چسب مورد استفاده) که ویسکوزیته قابل قبولی را ایجاد نماید، می تواند به عنوان دوغاب بهینه انتخاب شود. سپس نمونه تولید شده در شرایط بهینه، در دمای °C1450به مدت 2 ساعت سینتر گردید. دانسیته نهایی نمونه سینتر شده معادل 97 درصد دانسیته تئوری تعیین شد. هدایت یونی نمونه سینتر شده به روش طیف نگاری امپدانس در محدوده دمایی 300 تا 800 درجه سانتی گراد اندازه گیری و معادل (Ω.cm)-1 5-10×088/1 در دمای °C300 و (Ω.cm)-12-10×27/2 در دمای °C800 تعیین شد.کلید واژگان: ریخته گری نواری, الکترولیت, دانسیته, طراحی تاگوچی}In the present study, optimization parameters for the tape casting is studied to produce a Yttria-stabilized zirconia (YSZ8) thick films for using as solid electrolytes in solid oxide fuel cell (SOFC). Taguchi designed experimental procedure was used to consider the characteristics of the slurry, such as the percentage of solid phase, binder and the ratio of plasticizers to the binder. The results indicated that the percentage of solid-phase have the greatest influence on the slurry viscosity and green density. Therefore the slurry containing the maximum possible solid-phase with the proper percentage of binder and plasticizers which provides an acceptable viscosity, can be selected as the proper slurry. This slurry is used to produce a relatively dense tape which sintered at 1450°C for 2 h. The density of sintered tape was 97% of theoretical density. The ionic conductivity of the sintered sample was determined with impedance measurement in temperature range of 300 to 800oC. The measured conductivities were 1.088×10-5 Ω-1.cm-1 at 300oC and 2.27×10-2Ω-1.cm-1 at 800oC.Keywords: Tape Casting, Electrolyte, Density, Taguchi Design}
-
دو ماده رنگزای آلی بر پایه ایندولین به عنوان ماده حساس به نور حاوی فنوتیازین به عنوان گروه الکترون دهنده و آکریلیک اسید (ماده رنگزای 1) و سیانوآکریلیک اسید (ماده رنگزای 2) به عنوان گروه الکترون گیرنده تهیه شد. خواص اسپکتروسکوپی مواد رنگزای سنتز شده در محلول و در حالت جذب شده بر روی اکسید روی مورد مطالعه قرار گرفت. طول موج ماکزیمم جذب ماده رنگزای آلی در محلول 412 و 424 نانومتر و بر روی لایه اکسید روی 429 و 438 نانومتر است. حداکثر زمان جذب مواد رنگزا بدون تجمع و رسوب بر روی فوتوالکترود اکسید روی در حدود 10 ساعت است. اثر حضور یون لیتیم و نسبت ترکیب مخلوط ید/تری یدید به عنوان الکترولیت بر عملکرد سلول خورشیدی بررسی شد. افزایش غلظت یون های لیتیوم در الکترولیت سبب کاهش باند هدایت اکسید روی شده که تاثیر مستقیمی در پدیده بازترکیب دارد. بالاترین راندمان تبدیل برای ماده رنگزای 2 در حضور یون لیتیم با غلظت یک میلی مول و در حدود 17/5% به دست آمد.کلید واژگان: ایندولین, سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا, اکسید روی, الکترولیت}Two organic dyes based on indoline were prepared as photosensitizer contain phenothiazine as the electron donor group and acrylic acid (Dye 1) and cyanoacrylic acid (Dye 2) as the electron acceptor anchoring. Spectrophotometric measurements of the synthesized dyes in solution and on a ZnO substrate were carried out in order to assess changes in the status of the dyes. The wavelength of maximum absorption of dye 1 and dye 2 in solution are 412 nm and 424 nm and on ZnO films are 429 nm and 438 nm¡ respectively. Maximum dye adsorption time around 10h could be utilized with minimum aggregation or precipitation of the dye on photoelectrode substrate. The effect of Li ions and composition of the iodide/triiodide based electrolyte on the performance of DSSCs were investigated. A high concentration of Li ions in electrolyte was found to be shift the ZnO conduction band edge to more negative potentials that have a direct effect on recombination phenomena. The Maximum conversion efficiency was achieved for dye 2 in the presence of 1mM Li ions around 5.17%.Keywords: Indoline, Dye, sensitized solar cell, ZnO, Electrolyte}
-
از نقاط ضعف پیل های سوختی اکسید جامد (SOFC) دمای بالای فعال سازی هدایت یونی در الکترولیت آن ها است. یکی از روش هایی که به منظور کاهش این دما مورد توجه محققان قرار گرفته است، بهره گیری از دوپ هم زمان دو عنصر در اکسید سریم(سریا) و نیز اختلاط آن با یک نوع از نمک های فلزی مانند کربنات ها است. در تحقیق حاضر، با دوپ دو عنصر (کلسیم و ساماریم) در اکسید سریم، ابتدا پودر Ca0.05Sm0.2Ce0.75O1.9 (CSDC 5) با روش احتراق نیترات - سیترات سنتز گردید. سپس از روش پراش اشعه ایکس (XRD) برای آنالیز فازی و تعیین اندازه بلورک ها و جهت بررسی مورفولوژی نمونه های سنتز شده پودری و زینتر شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) بهره گرفته شد. الگوهای XRD نشان از تشکیل محلول جامد سریای دوپ شده با ساماریم و کلسیم دارد. طبق نتایج حاصل از الگوی پراش اشعه ایکس در جهت (111) اندازه بلورک ها nm 19 بدست آمد. تصاویر FE-SEM نشان داد که نانوذرات CSDC 5 کروی شکل بوده و اندازه ای در حدود nm 20 داشتند. اندازه گیری هدایت یونی تمامی نمونه ها به روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در بازه دمایی °C 650 – 250 انجام گرفت. نتایج این آزمون مشخص کرد که Ca0.05Sm0.2Ce0.75O1.9-δ از هدایت یونی برابر با S.cm-1 015/0 در دمای °C 650 برخوردار بوده است. با ترکیب نانو پودر CSDC 5 با کربنات های لیتیم و سدیم نانوکامپوزیت CSDC 5 – (Li،Na)2CO3 (CSDC5 – LN) سنتز و الکترولیت آن ساخته شد. الگوی XRD مربوط به نمونه کامپوزیت مشابه الگوی مربوط به سریا و CSDC 5 بوده که احتمال آمورف بودن فاز کربنات را مطرح کرد. داده های آنالیزهای جرم سنجی حرارتی و حرارتی تفرقی (TG/DTA) بیان داشت که فاز کربنات تا دمای تقریبی °C 730 پایدار بوده و تجزیه نشده است. تصاویر حاصل از FE-SEM مشخص نمود که نانوذرات CSDC 5 با فاز کربنات احاطه شده اند. همچنین نمونه کامپوزیت زینتر شده دارای تخلخل و تراکم نسبی بوده است. نتایج آزمون امپدانس نمونه CSDC 5 – LN مشخص ساخت که در بالای دمای °C 500 ، هدایت یونی نمونه کامپوزیت (°C 650 @ S.cm-1 073/0) با اختلاف فاحش 5 برابری بیشتر از هدایت یونی نمونه CSDC 5 بود. این امر بیانگر اثر مثبت بهره گیری از فاز کربنات به علت دارا بودن هدایت یونی Na+ ، Li+ و CO_3^(2-) در محدوده دمایی گفته شده بوده و آن را به عنوان یکی از کاندیداهای الکترولیت پیل سوختی اکسید جامد دما پایین (LT-SOFC) مطرح می نماید.کلید واژگان: SOFC, الکترولیت, نانوکامپوزیت, سریای دوپ شده}One of drawbacks of solid oxide fuel cells (SOFCs) is high temperature ionic conductivity of their electrolytes. Several researches have been done to find a solution to overcome the problem. One method is to incorporate co-doped cerium oxide (Ceria) with metal salts such as carbonates. In the present work, nanopowders of calcium and samarium co-doped cerium oxide of Ca0.05Sm0.2-xCe0.75O1.9-δ (CSDC 5) were prepared using citrate-nitrate auto combustion method. Phases and crystallite size of the sample were determined by X-ray diffraction (XRD). Field emission scanning electron microscope (FE-SEM) was used for morphological studies. The XRD pattern showed that a single-phase solid solution of calcium and samarium co-doped ceria was obtained. The crystallite size of the particles was 19 nm in diameter as calculated from data obtained through XRD result of (111) peak. FE-SEM images depicted that synthesized CSDC 5 powders were sphere-like and approximately 20 nm in size. Also, it was shown that the sintered CSDC 5 had a dense microstructure. The ionic conductivities of all samples were determined by AC impedance spectroscopy (EIS) in temperature range of 250 650ºC. EIS results demonstrated that Ca0.05Sm0.2Ce0.75O1.9- had total conductivity of 0.015 S.cm-1 at 650 ºC. CSDC 5 (Li,Na)2CO3 (CSDC 5 LN) nanocomposite electrolyte was synthesized by mixing the lithium and sodium carbonates with CSDC 5 nanopowders. XRD pattern of the composite sample was similar to the patterns of ceria and CSDC 5 which indicates that the carbonate phase was probably amorphous. TG/DTA thermal analysis results demonstrated that the carbonate phase was remained and undecomposed up to temperature of 730ºC. FE-SEM images of the composite powders depicted that CSDC 5 powders were covered by carbonate phase. In addition, the sintered composite showed a porous microstructure using FE-SEM. EIS data proved that above the temperature of 500ºC, total ionic conductivity of CSDC 5 LN was 0.073 S.cm-1 which was nearly 5 times higher than that of CSDC 5. This implied that using carbonate phase would increase the total ionic conductivity due to multiple ions of Na, Li, and CO2-3 would be involved in ionic conduction at the mentioned temperature range. This makes it a serious candidate as electrolyte material for low temperature solid oxide fuel cell (LT-SOFC).Keywords: SOFC, Electrolyte, Nanocomposite, Doped ceria}
-
در سلول های خورشیدی رنگدانه ای، به طور متداول، لایه ای متشکل از ذرات 300 نانومتری به عنوان لایه بازتاب کننده و پس پراکننده نور به کار گرفته می شود تا میزان جمع آوری نور در این نوع سلول افزایش یابد. در این مطالعه، از دو نوع الکترولیت مبتنی بر ید و کبالت که شفافیت های مختلفی دارند استفاده شد تا اثر شفافیت الکترولیت بر میزان نور پس پراکنده شده از لایه پس پراکننده و اثر آن بر عمل کرد سلول خورشیدی رنگدانه ای بررسی شود. به دلیل جذب نور در الکترولیت، مقدار جریان الکتریکی تلف شده برای الکترولیت مبتنی بر کبالت و ید به ترتیب برابر با mA/cm2 9/2 و mA/cm2 2/4 است. بنابراین از نظر ویژگی های نوری، استفاده از الکترولیت مبتنی بر کبالت به دلیل جریان تلف شده کم تر توصیه می شود. از طرفی در بازه 500-600 نانومتر در حالی که الکترولیت کبالتی عبور 100% دارد، مقدار اندکی جذب برای الکترولیت یدی مشاهده می شود. برخلاف سلول خورشیدی حاوی الکترولیت ید، بازده کوانتومی خارجی سلول حاوی الکترولیت کبالت برای طول موج های کم تر از 350 نانومتر، با استفاده از لایه پس پراکننده افزایش می یابد که ناشی از عبوری است که الکترولیت کبالتی در این ناحیه دارد. محاسبات نوری نشان می دهد که در بازه 400-500 نانومتر که رنگدانه جذب قابل ملاحظه ای دارد، حدود 40% و 30% نور به ترتیب در الکترولیت یدی و کبالتی جذب و تلف می شود.
کلید واژگان: سلول خورشیدی رنگدانه ای, الکترولیت, شفافیت, پس پراکندگی نور, تیتانیم دی اکسید}Conventionally, a film of TiO2 particles of ~300 nm size is employed in DSCs as the back reflector film to enhance the light harvesting. In this study, two electrolytes with different transparencies, iodide-based and cobalt-based electrolytes, were used to investigate the transparency effect of electrolytes on light back-scattering from back scattering layer and also to study its effect on the performance of DSCs. The use of cobalt-based electrolyte is recommended from the view point of optical properties as due to the light absorption in electrolytes, the current density losses are 2.9mA/cm2 and 4.2 mA/cm2 in cobalt- and iodide-based electrolytes, respectively, and the transmission of 100% is observed for cobalt-based electrolyte in 500-600 nm in spite of iodide-based electrolyte. Use of light back-scattering layer, unlike iodide-based cell, causes external quantum efficiency in cobalt-base cell to increase for the wavelengths lower than 350 nm since cobalt-base electrolyte has transparency in this region. In addition, optical calculations demonstrate that in the range 400-500 nm, in which dye has a noticeable absorption, absorption loss is 40% and 30% for iodide- and cobalt-based electrolytes, respectively.Keywords: Dye, sensitized Solar Cells, Electrolyte, Transparency, Light Back, scattering, TiO2} -
فناوری پیل سوختی اکسید جامد یکی از کارآمدترین و شناخته شده ترین فناوری های سازگار با محیط زیست بوده که قادر است با استفاده از هیدروژن، گاز طبیعی و دیگر سوخت های تجدید پذیر، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل نماید. ساختار این پیل نسبت به سامانه های پیل سوختی دیگر، به دلیل جامد بودن کل ساختار و عدم نیاز به کاتالیست های گرانبها نسبتا ساده تر و اقتصادی تر است. مفهوم پیل سوختی اکسید جامد در اواخر قرن نوزدهم با ابداع ماده ی سرامیکی در نقش الکترولیت توسط دانشمند آلمانی به نام نرنست مطرح گردید. در این مقاله با مروری گذرا به تاریخچه این نوع پیل ها، به بررسی اجزای اصلی تکنولوژی پیل های سوختی اکسید جامد پرداخته شده است. این نوع از پیل ها به دلیل راندمان بالا در تولید انرژی، هم به صورت یک نیروگاه پیل سوختی منفرد و هم به صورت سامانه های ترکیبی با توربین ها برای تولید هم زمان برق/گرما و یا برق/گرما و سرما مورد استفاده قرار می-گیرند. لذا در انتهای مقاله به کاربردهای مهم این نوع پیل در زمینه های صنعتی و نیروگاهی اشاره شده است.
کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد, کاتالیست, الکترولیت, سامانه های ترکیبی}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.