طیبه مدرکیان

امروزه سیستم‌های الکترولیز آب برای تولید هیدروژن، به‌منظور استفاده‌های گوناگون در صنعت و همچنین تأمین سوخت وسایل نقلیه در جهت کاهش آلودگی محیط‌زیست اهمیت زیادی دارند. باهدف ساخت یک سیستم ریز سیال برای الکترولیز آب از دستگاه لیزر بر روی بسترهایی از جنس ترموپلاستیک پلی متیل متاکریلات (PMMA) استفاده شد. به‌منظور جداسازی مناسب محصولات، طراحی سل واکنش با کمک نرم‌افزار سالیدورکس به‌صورت Y شکل صورت گرفت. فوم‌های متخلخل نیکل و مس به ترتیب به عنوان بستر الکترودهای آند و کاتد مورداستفاده قرار گرفتند. در جهت افزایش بازده سیستم، سنتز الکتروکاتالیست‌های پلی‌آنیلین نیکل (PANI-Ni) و پلی‌آنیلین روی اکسید (PANI-ZnO) انجام شد. پلیمرهای سنتز شده با نانو ذرات نیکل و ایریدیم، نفیون، سورفکتانت SDS و اتانول برای رقیق ‌سازی خمیر حاصله ترکیب شدند و درنهایت با کمک میکروسمپلر بر روی بستر الکترودها بارگذاری شدند. سلول طراحی‌شده از مزایایی ازجمله قابل‌حمل بودن، قابلیت موازی‌سازی و شفافیت برای بررسی رفتار سیستم در هنگام انجام واکنش برخوردار است. برای بررسی میزان واکنش انجام‌شده تغییرات pH محصولات آندی و کاتدی با استفاده از دستگاه pH متر اندازه‌گیری شد. در طی انجام آزمایش‌ها در اثر تولید گازهای اکسیژن و هیدروژن، حباب‌هایی بر سطح الکترودها تشکیل شدند و به دلیل ایجاد مشکلاتی مانند مسمومیت و کاهش سطح ‌فعال الکترودها و اختلاط محصولات به بررسی رفتار حباب و بهینه‌سازی پارامترهای تأثیرگذار بر آن به منظور افزایش راندمان کار پرداخته شد؛ مقادیر بهینه برای سرعت جریان تزریق الکترولیت، دما، ولتاژ و غلظت الکترولیت به ترتیب؛ 15/0 میلی‌لیتر بر دقیقه، 35 درجه سلسیوس، 5/2 ولت و 15/0 مولار انتخاب شدند.