در اين كار بهبود خواص صفحه دو قطبي پيل سوختي از طريق پوشش دادن يك لايه نازك با استفاده دستگاه پلاسماي كانوني مورد بررسي قرار گرفت. SS316L به علت حجم پايين، قيمت مناسب، استحكام مكانيكي و تمايل شديد به تشكيل لايه غير فعال در محيط اسيدي پيل سوختي به عنوان صفحه دو قطبي انتخاب گرديد، اما از آنجا كه لايه غير فعال تشكيل شده باعث كاهش هدايت الكتريكي و در نتيجه افزايش مقاومت تماسي سطح مي شود به يك پوشش خارجي نياز مي باشد كه ضمن حفاظت از صفحه دو قطبي در برابر خوردگي باعث افزايش هدايت الكتريكي و در نتيجه افزايش بازده پيل سوختي نيز شود كه در اين كار TiN به عنوان پوشش مورد استفاده قرار گرفت. براي اين منظور از نيتروژن به گاز كاري دستگاه پلاسماي كانوني استفاده شد و از يك آند با سر تيتانيومي به منظور ايجاد يون هاي تيتانيوم استفاده گرديد. پوشش TiN با استفاده از ۲۰، ۱۰ و ۳۰ شات بر روي سطح SS316L نشانده شد. پس از آناليز SEM، آزمايشات مقاومت تماسي، پله پتانسيل و پتنتيواستات در محيط شبيه سازي شده ي پيل سوختي انجام گرفت. در آزمايش مقاومت تماسي، ICR نمونه ها پس از پوشش دادن با TiN به طور بسيار زيادي كاهش يافت. مثلا در نيروي فشاري 200 N/Cm2مقاومت تماسي نمونه بدون پوشش 149.7 mΩ.Cm2مي باشد در حالي كه براي نمونه ۳۰ شات اين مقدار 10Ωm.cm2 مي باشد يعني حدود ۱۰ برابر كاهش يافته است. كه اين نشان از هادي بودن پوشش TiN مي باشد. هم چنين به منظور بررسي هدايت الكتريكي نمونه ها پس از قرار گرفتن در محيط پيل سوختي اين آزمايش پس از آزمايش پتنتيواستا ت نيز انجام گرفت. كه پس از آزمايش پنتيواستات نيز مقاومت تماسي نمونه هاي پوشش داده شده كاهش بسيار زيادي را نسبت به نمونه بدون پوشش نشان دادند كه نشان مي دهد لايه غير فعال تشكيل شده بسيار پايدارتر بوده و هم چنين از هدايت الكتريكي خوبي نيز برخوردار مي باشد. در آزمايش پله پتانسيل، پتنانسيل خوردگي نمونه ي بدون پوشش -0.3vبه دست آمد كه براي نمونه هاي پوشش داده شده اين مقدار به سمت مثبت حركت كرده و در نمونه ۲۰ شات 0.042vبه دست آمد. چگالي جريان در آزمايش پتنتيواستات نيز براي نمونه ي بدون پوشش 8.3µA/Cm2به دست آمد در حالي كه براي نمونه پوشش داده شده 1µm/cm2مي باشد. نرخ خوردگي براي SS316L برابر با 0.09 µm/year مي باشد در حالي كه براي نمونه ۲۰ شات برابر با 0.01 µm/year مي باشد يعني حدود ۹ برابر كاهش يافته است. مقاومت قطبشي نيز براي نمونه بدون پوشش و ۱۳۲ مي باشد در حالي كه براي نمونه ۲۰ شات و ۱۲۲۳۵ مي باشد. هم چنين پس از آزمايش پتنتيواستات به منظور بررسي مكانيسم گسترش خوردگي آناليز SEM نيز انجام شده است. در نمونه بدون پوشش گسترش خوردگي و ايجاد حفره ها بر روي سطح به طور واضح مشخص مي باشد اما براي نمونه اي كه تحت ۳۰ شات قرار گرفته است سطح نمونه تقريبا صاف مي باشد. در شكل ۲۰ شات تشكيل يك لايه غير فعال به خوبي مشاهده مي شود كه وجود محصولات خوردگي نيز در روي آن مشخص مي باشد. 1 - 5 - نتيجه گيري نهايي نتايج به دست آمده از اين آزمايشات نشان مي دهد كه مي توان از پلاسماي كانوني به منظور بهبود خواص هدايت الكتريكي، خوردگي، سختي سازي سطح و ... در صنايع گوناگون استفاده كرد. همچنين SS316L با پوششي از نانو ذرات TiN گزينه مناسبي براي استفاده به عنوان صفحه دو قطبي پيل سوختي مي باشد از مزاياي استفاده از پلاسماي كانوني به منظور لايه نشاني نانو ذرات روي سطح نسبت به ساير روش ها دماي پايين مورد نياز، مدت زمان كوتاه، ارزان بودن گازهاي مورد استفاده، عدم نياز به گرمايش اضافي و آسان بودن كنترل فشار دستگاه مي باشد. در اين كار بهبود چشم گير خواص هدايت الكتريكي و خوردگي صفحه دو قطبي پيل سوختي مشاهده شد كه اين امر در نهايت منجر به افزايش بازده پيل سوختي مي شود.

زمينه فني اين دستگاه، مكانيك، مواد، شيمي و پلاسما مي باشد. استفاده از انرژي گداخت هسته اي به عنوان منبع انرژي به دليل كمبود ديگر منابع انرژي در چند دهه اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته و طرح هاي مختلفي در اين زمينه ارائه شده اند. قدرت گداخت از فرآيند گداخت هسته اي ناشي مي شود. به منظور دستيابي به انرژي گداخت، بايد پلاسما را در مدت زمان مناسب در محفظهاي محصور كرد و آن را تا دماي مورد نياز بالا برد. اين پلاسما نبايد قبل از اينكه به دماي مناسب برسد با ديواره ظرف برخورد كرده و در نتيجه نابود شود. براي اين منظور ميتوان از روشي مرسوم به روش محصورسازي مغناطيسي پلاسما استفاده كرد. توكامك وسيله اي است كه پلاسما را بر اساس محصورسازي مغناطيسي محبوس ميكند.

به‌منظور حذف بار ميكروبي گياهان دارويي و ادويه‌اي، دستگاه پلاسماي غيرحرارتي اتمسفريك طراحي و ساخته شد. در فرآيند توليد محصولات كشاورزي و گياهان دارويي و ادويه‌اي به‌طورطبيعي جمعيت ميكروبي تكثير و حفظ مي‌شود. از نظر استانداردهاي صنايع غذايي ايران و نيز استانداردهاي بين‌المللي از جمله فارماكوپه اروپايي اين جمعيت كل بايد از يك حد مجاز تجاوز نكند. بسياري از محصولات كشاورزي و دارويي قابليت فرآوري با دماي پاستوريزاسيون و يا شتشو را ندارد و حذف يا كاستن از بار ميكروبي تا آستانه‌ي قابل قبول نياز به روش‌هاي نوين و جديد دارد كه بدون تاثير بر فيزيك و كيفيت محصولات غذايي و دارويي بتواند رشد و تكثير ميكروب‌ها را محدود كرده و باعث مرگ سلول‌هاي باكتري گردد. به‌اين منظور دستگاه پلاسماي غيرحرارتي بر پايه‌ي تخليه‌ي الكتريكي با مانع دي‌الكتريك طراحي شد كه شامل يك ورودي گاز و دو خروجي جت پلاسما است و الكترودها با گاز ورودي و پلاسماي توليدي در ارتباط نيستند. دستگاه ساخته شده با فركانس 37 كيلوهرتز و توان‌هاي متغير ورودي چون 98/34، 142/33، 95/26 وات عمل مي‌كند. در ادامه براي بررسي اثر بيولوژيكي پلاسماي توليدي، يك نمونه گياه صادراتي تحت تابش پلاسماي غيرحرارتي قرار داده شد و نتيجه‌ي مطلوب حاصل شد.

آنتن مارپيچي دو شاخه با هدف استفاده در منابع پلاسما در راستاي دستيابي به پلاسمايي با چگالي بالا و توليد پلاسما با استفاده امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا (فركانس ماكروويو) آنتي جهت انتقال توان ماكروويو و توليد پلاسما ماكروويوي با چگالي بالا ارائه شده است. اين آنتن ارائه شده جهت توليد پلاسما داراي ساختاري جديد مي باشد كه مشكلات طرح هاي پيشين ارائه شده اعم از عدم انتقال توان بالا، عدم تمركز ميدان هاي الكترومغناطيسي و بازدهي انتقال انرژي پايين بر طرف كرده است. در اين اختراع جهت برطرف كردن مشكلات طرح هاي پيشين، طراحي ساختاري جديد در آنتن جهت توليد پلاسما ماكروويوي در نظر گرفته شده است. در اين طراحي ساختاري با تركيب چندين آنتن با يكديگر ، آنتني مناسب جهت توليد پلاسما بدست آمده است كه توانايي تحمل توان بالا (بالاتر از 3 كيلو وات) را دارا مي باشد و به سبب ساختار خود مي تواند امواج الكترومغناطيسي را در الگوي متمركز و بهينه ايي به سيستم جهت توليد پلاسما منتقل كند كه سبب افزايش بازدهي سيستم و توليد پلاسمايي با چگالي بالا مي شود. موارد ياد شده از مزيت هاي اين اختراع مي باشد كه روش هاي پيشين شامل اين برتري ها نبوده اند.

در راستاي بكارگيري سيستم هاي توليد پلاسما در كاربردهاي متفاوت نياز به طراحي و ساخت پلاسماي با چگالي بالاتر است، بنابراين يكي از پلاسماهاي چگال، پلاسماي ميكروويو مي باشد. طرح هايي بسياري طي سال هاي اخير براي ساخت اين نوع منابع پلاسما ارائه شده اما در هيچ كدام به تطبيق هوشمند امپدانس در پلاسما و عملكرد در فشارهاي كاري متفاوت نپرداخته اند. در اين نوع منابع پلاسما، تطبيق امپدانس اوليه اي معمولا توسط طراحي موجبر انجام داده اند و سيستمي را جهت تطبيق امپدانس ارائه نداده اند و همچنين در يك محدوده مناسب از فشار گاز مورد استفاده قرار مي گيرند. در صورتي كه در تمام منابع توليد پلاسما با امواج، تطبيق امپدانس نشان دهنده انتقال بيشترين توان موج اعمالي به سيستم پلاسما مي باشد. در اختراع موردنظر، جهت برطرف كردن مشكل تطبيق امپدانس در اين نوع سيستم ها و بررسي اين عامل در شرايط مناسب از يك سيستم مكانيكي و الكترونيكي جديد استفاده شده است. براساس سيستم هاي مكانيك و الكترونيك، اختراع عنوان شده شامل اجزايي است كه مي تواند موج از مگنترون(منبع توليد موج) توسط مبدل توان به يك كابل كواكسيال انتقال مي يابد، موج از طريق كابل كواكسيال وارد محفظه اصلي يا كاواك خواهد شد، همزمان با آن فيدتروي متحرك توسط چند چرخ دنده و موتور وارد محفظه مي شود. فيدتروي متحرك، با دقت يك دهم ميلي متر با حركت دادن يك رينگ در داخل كاواك تطبيق امپدانس را با دقت بالايي انجام مي دهد. بنابراين، تطبيق هوشمند امپدانس در پلاسما و عملكرد در فشارهاي كاري متفاوت به هدف افزايش چگالي پلاسما، مزيت هاي بارز اين اختراع مي باشد، كه روش هاي پيشين اين برتري ها را شامل نبوده اند.

اسپكترومتر (طيف سنج) اشعه X به روش انعكاسي بطور خميده ساخته شده داراي توانايي طيف سنجي اشعه X باشد تهاي بيشتر از 10 فوتون بر متر مربع در محدوده طول موجهاي 18-2 آنگستروم مي باشد از بلور ميكا (با ضريب جذب پايين) استفاده شده است. براي طيف سنجي در محدوده هاي ديگري از طول موج قابليت جايگذاري با بلورهاي مناسب ديگر را نيز دارا مي باشد البته اين بلورها بايد قابليت خم شدگي را در شعاع 216mm را دارا باشد.

در راستاي استفاده از منابع توليد پلاسما در كاربردهاي متفاوت، نياز به طراحي و ساخت ابزارهاي تشخيصي مي باشد كه توانايي اندازه گيري پارامترهاي پلاسما اعم از چگالي، دما، پتانسيل و ... را داشته باشد. بنابراين در سال هاي اخير پروب هاي لانگموير تكي، دوتايي، سه تايي و آرايه اي ارائه شده كه براي بدست آوردن پروفايلي از مشخصات پلاسما هر كدام مشكلاتي اعم از دقت پايين در جابجايي، تحت تاثير اختشاشات محيط قرار گرفتن و سخت بودن ستاپ را خواهند داشت. در اختراع موردنظر جهت برطرف كردن مشكلات پيشين از يك منبع تغذيه متغير با دقت بالا، يك ساختار پروب تك آرايه، يك سيستم اندازه گيري و همچنين يك فيدتروي متحرك استفاده شده اند. پروب لانگموير ساخته شده از يك تنگستن كه توسط عايق الومينا احاطه شده است، تشكيل مي شود. اين پروب در خارج از محفظه پلاسما با استفاده از يك ديسك به موتور با گيربكس اتصال پيدا كرده و توسط نرم افزار ARM كنترل خواهد شد و از سويي ديگر با اعمال ولتاژ منبع تغذيه متغير و سيستم اندازه گيري ، منحني مشخصه پروب لانگموير بدست مي آيد. با استفاده از اين منحني هاي مشخصه، مي توان پارامترهاي پلاسما را بصورت پروفايل هاي شعاعي و محوري محاسبه نمود. بنابراين دقت بالا، بدست آوردن پروفايل پلاسما با يك پروب تك آرايه بجاي پروب هاي آرايه اي(آسانتر شدن ستاب آزمايش)، كنترل از راه دور و همچنين كمتر تحت تاثير اغتشاشات محيط قرار ميگيرد، مزيت هاي بارز اين اختراع مي باشند.

در راستاي استفاده از روش هاي نمك زدايي آب شور و ساخت دستگاه هاي آب شيرين كن در كاربردهاي متفاوت، نياز به استفاده از روش هاي جديدي است كه توانايي برطرف كردن مشكلات روش هاي ماقبل را داشته باشد. روش هاي ماقبل هر كدام از اين مشكلات اعم از توليد پساب شور(و مواد شيميايي) و افزايش ميزان مصرف انرژي، و هزينه هاي سرسام آور را خواهند داشت. در اختراع موردنظر جهت برطرف كردن مشكلات پيشين از دو منبع جريان مستقيم و متناوب به منظور توليد پلاسما جهت خروج نمك خشك از محلول آب نمك بر مبناي تبخير غيرتعادلي با استفاده از پلاسما براي كاهش شوري آب ارائه شده است. در اين روش علاوه بر كاهش شوري آب به ميزان مورد نياز با مصرف انرژي بسيار پايين، آب غني شده با پلاسما را براي افزايش بازدهي توليدات محصولات كشاورزي استفاده كرد. همچنين اين روش هيچ گونه پساب شور و مواد شيميايي خطرناك را در صورت عملياتي شدن به محيط زيست وارد نخواهد كرد. بنابراين براساس مشكلات امروزه در سراسر جهان استفاده از روشي بهينه و جديد جهت شيرين كردن آب شور دريا الزامي خواهد بود. اين اختراع مي تواند به نوبه خود نوعي خدمت به مردم جهان بشمار آيد.