لیست اختراعات محمد زارعي جلياني
باتري واناديومي يك سامانهي ذخيرهسازي انرژي است كه براي ذخيره انرژي خورشيد و باد كه ماهيت تناوبي دارند بسيار مناسب ميباشد. همچنين از باتري واناديمي ميتوان در خودروهاي برقي استفاده كرد. علاوهبر ساخت سل اين باتري، تلاش شدهاست تا با اصلاح الكترودهاي باتري واناديومي توسط الكتروكاتاليزور كربننانوتيوب، سرعت فرايندهاي الكتروشيميايي باتري واناديومي تا حد مطلوبي بهينه شود چرا كه الكترودها در حالت عادي عملكرد خيلي خوبي در باتري ندارند. كاتاليست كربننانوتيوب توانسته است ΔEp را كاهش دهد و برگشتپذيري سيستم نسبت به نمد كربني برهنه بهبود يافته است (شكل5 صفحهي 2). زمانيكه از تركيب كربن نانوتيوب و تيمار حرارتي- اسيدي به منظور اصلاح الكترود نمدكربني استفاده ميشود، جريان سيستم بيشترين افزايش را در مقايسه با ديگر حالت هاي اصلاحي دارد. به دليل حضور گروه هاي عاملي اكسيژن دار در سطح كربن نانوتيوب فعال شده (كه قادر به جذب تركيبات واناديوم مي باشد)، فرايندهاي الكتروشيميايي با سرعت مناسبتري در سطح الكترود اصلاحشده انجام ميپذيرد. (شكلهاي 6 و 7 صفحهي 3) طراحي جديد صفحاتدوقطبي با ايجاد حوضچه روي صفحه گرافيتي و تنها استفاده از دوكانال (به جاي شيارهاي پيدرپي در سيستمهاي سابق) سيستم را سادهتر نموده و در وقت و هزينه به مراتب صرفهجويي ميشود. همچنين با اين طراحي احتمال نشت الكتروليت در سيستم به حداقل ميرسد (شكلهاي10 و 11 صفحهي 5). سل باتري واناديومي ساخته شده، از دو نيمسل تشكيلشدهاست كه بهوسيله يك غشاء تبادل پروتون از هم جدا ميشوند. در هر سل دو الكترود قراردارد كه الكترونها از طريق آنها به الكتروليت منتقل ميشوند. الكتروليت موجود در دو تانك ذخيره توسط دو پمپ، درون سل به جريان درميآيند (شكل1 صفحه 1). در هنگام شارژ باتري فرايندهاي زير رخ ميدهد: : واكنش نيمسل مثبتVO2+ + H2O → VO2+ + 2H+ + e – : واكنش نيمسل منفيV3+ + e - → V2+
در اختراع حاضر مدلي نيمه تجربي براي پيش بيني افت ظرفيت باتري هاي ليتيوم- يون ارائه شده است كه مبناي آن لحاظ كردن افت ظرفيت ناشي از سيكل هاي شارژ/ دشارژ و همچنين افت ظرفيت ناشي از زمان عملياتي باتري بوده و مدل تابعي از دما و شماره سيكل مي باشد. براي به دست آوردن ثابت هاي مدل براي باتري ليتيوم- يونِ مورد بررسي از الگوريتم ژنتيك استفاده مي شود. صحه گذاري مدل براي باتري هاي ليتيوم- يوني مختلف نشان مي دهد كه مدل با دقت بسيار بالا (بيش از 95%) طول عمر باتري ليتيوم- يون را پيش بيني مي كند. از آنجا كه مدل ارائه شده به صورت نيمه تجربي مي باشد و داراي الگوريتمي است كه وابسته به نوع باتري ليتيوم- يون و هندسه آن نيست، مي توان براي هندسه هاي مختلف باتري هاي ليتيوم- يون از آن استفاده كرد. براي اثبات اين ادعا مدل براي باتري هاي ليتيوم- يون استوانه اي تجاري پاناسونيك و باتري هاي ليتيوم- يون پاكتيِ ساختهشده و همچنين براي باتري هاي منشوري SAFT مورد استفاده قرار گرفته است و در تمام موارد طول عمر باتري با دقت بسيار بالا پيش بيني شده است. علاوه براين از آنجا كه در مدل ارائه شده، افت ظرفيت باتري ليتيوم- يون به صورت تابعي از تنها دو متغيردما و شماره سيكل مي باشد، مدل از سرعت پاسخدهي بالايي براي پيش بيني طول عمر برخوردار است. به عنوان مقايسه، براي پيشبيني عملكرد يك باتري ليتيوم- يون با طول عمر 2000 سيكل شارژ/ دشارژ، با در اختيار داشتن فقط 20% از كل داده هاي 2000 سيكل (يعني 400 سيكل) مي توان با دقت بالاي 95% درصد طول عمر باتري را پيشبيني نمود.
موارد یافت شده: 2