سیستم انرژی جدید به وسایل نقلیه خودران می‌تواند جایگزین سلول‌های لیتیومی شود

در این سیستم، یک جریان هوا در گردش به طور مداوم یک سلول سوختی غشای تبادل پروتون را با اکسیژن تامین می‌کند که با استفاده از یک غشای پلیمری دوباره پر می‌شود.

کد خبر: ۱۲۱۷۱۴۸

شنبه - ۲۹ دی ۱۴۰۳ / January 18, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، در این سیستم، یک جریان هوا در گردش به طور مداوم یک سلول سوختی غشای تبادل پروتون را با اکسیژن تامین می‌کند که با استفاده از یک غشای پلیمری دوباره پر می‌شود.

دانشمندان یک سیستم انرژی جدید برای ربات‌های زیر آب خودگردان، مانند گلایدر‌های اقیانوسی، توسعه داده‌اند. این سیستم از هیدروژن و اکسیژن به‌عنوان منبع انرژی به جای باتری‌های لیتیومی استفاده می‌کند که چالش‌های بزرگی را در طول عملیات زیر آب ایجاد می‌کند و هزینه‌های پروژه را افزایش می‌دهد.

سیستم انرژی مبتنی بر هیدروژن که نسبت به باتری‌های لیتیومی پایدار است، برد بیشتری را برای گلایدر‌های اقیانوسی فراهم می‌کند. این سیستم با استفاده از یک فناوری غشایی، اکسیژن را از آب دریا استخراج می‌کند که تقریباً شبیه عملکرد آبشش‌های ماهی است.

دانشمندان Helmholtz-Zentrum Hereon سیستمی را معرفی کردند که گلایدر‌ها را با سلول سوختی نیرو می‌دهد که از هیدروژن و اکسیژن الکتریسیته تولید می‌کند.

سیستم منبع تغذیه پیل سوختی برای کاربرد‌های زیر آب

دکتر لوکاس مرکلباخ و دکتر پروکوپیوس گئورگوپانوس ادعا کردند که با استفاده از این سیستم، یک گلایدر می‌تواند در محل استقرار با هیدروژن پر شود. یک ظرف با هیدرید‌های فلزی به عنوان یک محیط ذخیره سازی ایمن و کارآمد عمل می‌کند.

سیستم منبع تغذیه پیل سوختی برای کاربرد‌های زیر آب، بر اساس یک غشای پلیمری، اکسیژن مورد نیاز را از آب محیط جمع آوری می‌کند.

این مطالعه که در مجله Advanced Science منتشر شده است نشان می‌دهد که در سیستم، یک جریان هوای در گردش به طور مداوم یک سلول سوختی غشای تبادل پروتون را با اکسیژن تامین می‌کند که با استفاده از یک غشای پلیمری دوباره پر می‌شود.

سیستم نمونه اولیه بر اساس دستورالعمل‌ها ساخته شد

غشاء به عنوان رابط بین جریان هوا در گردش و آب محیط عمل می‌کند و از جریان آب جلوگیری می‌کند و در عین حال اجازه می‌دهد جریان اکسیژن در سراسر غشاء جریان داشته باشد که توسط یک گرادیان فشار جزئی اکسیژن هدایت می‌شود. بر اساس این مطالعه، برای نشان دادن امکان‌پذیری این مفهوم، یک سیستم نمونه اولیه بر اساس دستورالعمل‌های مشتق شده از یک مدل ریاضی ساخته شد که برای توصیف فرآیند انتقال اکسیژن ایجاد شد.

محققان معتقدند که یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی در برابر اندازه‌گیری‌های نمونه اولیه توسعه یافته و اعتبارسنجی شده است که منجر به یک دوقلو دیجیتال می‌شود. تجزیه و تحلیل نشان می‌دهد که سیستم منبع تغذیه پیشنهادی این پتانسیل را دارد که نسبت به هر راه حل مبتنی بر باتری موجود در حال حاضر برتر باشد.

این سیستم نیاز به ذخیره سازی اکسیژن در داخل هواپیما را از بین می‌برد. جورجوپانوس توضیح داد: وزن و حجم ذخیره‌شده می‌تواند برای ذخیره‌سازی هیدروژن اضافی مورد استفاده قرار گیرد، که باعث می‌شود چگالی انرژی بالاتر و هزینه‌های عملیاتی کمتری در مقایسه با راه‌حل‌های فعلی باتری ایجاد شود. این به گلایدر‌ها اجازه می‌دهد تا برای مدت طولانی‌تر کار کنند. علاوه بر این، هیدروژن منبع انرژی پایدارتری نسبت به باتری‌ها است.

محققان سیستم را به عنوان بخشی از پروژه MUSE بیشتر بهینه خواهند کرد. Hereon تیم‌های خود را در مؤسسه تحقیقات غشایی و فناوری هیدروژن برای این تلاش تقویت خواهد کرد. بر اساس این گزارش، MUSE یک پروژه مشترک با مؤسسه آلفرد وگنر، مرکز هلمهولتز برای تحقیقات قطبی و دریایی (AWI) در برمرهاون و مرکز هلمهولتز GEOMAR برای تحقیقات اقیانوس کیل است که هدف آن پیشرفت فناوری و زیرساخت‌های دریایی است.