امروزه ساخت پيل هاي سوختي گامي مهم در توليد انرژي به صورت پاك و با كمترين هزينه مي باشد. يكي از انواع اين پيل ها، پيل سوختي غشاء پليمري مي باشد. اين نوع پيل ها داراي اجزاي مختلفي هستندكه از آنها مي توان صفحات دو قطبي را نام برد. يكي از مشكلات پيش روي اين پيل ها، خوردگي اين صفحات مي باشد. از اين رو آلياژها و پوشش هاي متفاوتي به منظور افزايش طول عمر اين صفحات انتخاب شده است اما ميل به بهينه كردن ويژگي هاي اين صفحات وجود دارد. در اين اختراع با اعمال پوشش كربني بر روي SS-316، مقاومت به خوردگي نمونه ها افزايش يافت. براي اعمال پوشش كربني از روش اسپاترينگ (كندوپاش) استفاده شد. به منظور نتيجه گيري دقيقتر، پوشش به 3 ضخامت 100، 200 و 600 نانومتر بر روي زيرلايه فوق اعمال شد. تست هاي پلاريزاسيون خوردگي در اسيد سولفوريك 1 مولار و در دماي 70 درجه سانتيگراد انجام شد كه كاملا با محيط درون پيل سوختي شبيه سازي شده است. مقاومت به خوردگي نمونه ها در اين محيط افزايش يافت و حتي نمونه فولاد زنگ نزن با ضخامت 200 نانومتر بهترين عملكرد را داشته و مناسب قرارگيري در شرايط كاري مي باشد.

ساخت كاتاليست‌ها از جمله كاتاليست‌هاي تجزيه‌كننده‌ي آب، با استفاده از مواد مختلفي انجام مي‌گيرد كه برخي از آنها با وجود عملكرد كاتاليستيِ قابل قبولي كه از خود نشان مي‌دهند، گران‌قيمت، كمياب، ناسازگار با محيط زيست، و يا حين فعاليت كاتاليستي، از لحاظ فيزيكي و شيميايي، ناپايدار هستند. همچنين از روش‌هاي مختلفي جهت ساخت كاتاليست‌ها استفاده مي‌شود كه برخي از اين روش‌ها نياز به فشار و دماي بالا دارند، در صورت لزوم به راحتي نانوذره به دست نمي‌دهند، روشي سبز محسوب نمي‌شوند و به طور كلي، با چالش‌هاي مختلفي از جمله حساسيت بالا، تجهيزات خاص و عدم صرفه‌ي اقتصادي مواجه هستند. در اختراع ادعايي حاضر، از روش هم‌رسوبي استفاده شده است كه هيچ يك از چالش‌هاي ذكرشده را ندارد ضمن اينكه به آساني در اندازه‌ي نانومتري، محصول به دست مي‌دهد. همچنين، جهت ساخت نانوكاتاليست، از ساختار و عملكردِ كاتاليست طبيعي (CaMn4O5.4H2O) موجود در فتوسيستم II كه مسئوليت اكسايش آب را بر عهده دارد، الهام گرفته شده است؛ بدين صورت كه از عنصر كلسيم به عنوان عنصر آلايش‌گر در تركيب اكسيد منگنز هاسمنايت (Mn3O4) استفاده شده است. عنصر كلسيم ضمن فراواني، ارزاني قيمت و سازگاري با محيط زيست، منجر به بهبود عملكرد فتوكاتاليستيِ مواد مختلف از جمله اكسيدهاي منگنزي شده است. در اختراع ادعايي حاضر، خواص فتوالكتروشيميايي نانوذرات توليدشده، تحت واكنش اكسيداسيون آب مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه نانوذرات آلايش‌شده با عنصر كلسيم، خواص كاتاليستي را بهبود بخشيده‌اند.

در اين پژوهش، براي اولين بار در جهان، با استفاده از شبكه‌هاي عصبي و الگوريتم ژنتيك به بررسي پارامترهاي تأثيرگذار در روش نشست بخار شيميايي حرارتي بر مشخصات نانولوله‌هاي كربني چندجداره قبل از رشد پرداخته شد. بدين صورت كه پارامترهاي دما و زمان عمليات آماده سازي، ضخامت كاتاليست، دما و زمان رشد و دبي گاز هيدروكربن به عنوان پارامترهاي ورودي شبكه‌ عصبي و پارامتر قطر نانولوله‌، به عنوان خروجي شبكه‌ عصبي در نظر گرفته شد. با استفاده از داده هاي تجربي (پارامترهاي ورودي) منتج شده از مقالات معتبر، رشد نانولوله‌هاي كربني چند جداره به وسيله شبكه هاي عصبي مصنوعي مدل سازي شد تا براي پيش‌بيني قطر نانولوله‌هاي كربني چند جداره مورد استفاده قرار گيرد. پس از حاصل شدن بهترين شبكه آموزش داده شده با شبكه‌ عصبي، ارتباط آن با الگوريتم ژنتيك جهت حصول مقادير بهينه شده انجام شد. با توجه به نتايج حاصل شده مي‌توان ديد كه اين پيوند، ابزاري مناسب براي بهينه كردن پارامترهاي توليد نانولوله‌هاي كربني مي‌باشد. به عبارت ديگر، پس از رشد نانولوله‌هاي كربني، نتايج حاصله نشان داد كه پيوند بين شبكه‌هاي عصبي آزموش ديده و الگوريتم ژنتيك پيش‌بيني بسيار دقيقي در رابطه با قطر نانولوله‌هاي رشد يافته ارائه مي‌دهد.

در اين تحقيق براي اولين بار در كشور، كوره تيوپي اتمسفر كنترل با استفاده از لامپ هاي حرارتي تشعشي (طيف نوري مرئي قرمز تا مادون قرمز ) طراحي و ساخته شد كه نرخ گرمايش، سرمايش و دماي حداكثر آن (بصورت مقطعي) به ترتيب تا 600 °C/min ، 300 °C/min و به 1800 °C قابل افزايش مي باشد. براي خنك كردن سريع، از سيستم خنك كننده داخل بلوك استفاده شد. مهمترين كاربرد كوره هاي تشعشي در آنيلينگ و اعمال سيكلهاي حرارتي سريع (شوك حرارتي) است كه در اين مدل كوره تيوبي، به دو صورت افقي و عمودي قابل تنظيم مي باشد كه توسط تيم پژوهشي طراحي، شبيه سازي و ساخته شد. در طراحي و انتخاب مواد سيستم حرارتي فوق، اصول فيزيكي تابش امواج الكترومغناطيس و همچنين ماهيت فيزيكي جذب، انعكاس يا عبور اين امواج در مواد مختلف رعايت شد. تمامي قسمتهاي بدنه داخلي و خارجي، شاسي و باكس سيستم كنترل كوره عمليات حرارتي سطحي، توسط نرم افزار Catia R21-2014 طراحي شد. در كوره هاي المنتي يا مقاومتي با افزايش نرخ حرارت (حداكثر 60 °C/min)، دست يابي به دقت مورد نياز كاهش مي يابد. بنابراين با استفاده از قطعه الكترونيكي SCR با خروجي 4-20 mA به ترموستات PID دار قابل كنترل با كامپيوتر، دقت دستگاه بطور چشمگيري (با تلرانس ± 0.5 °C) افزايش يافت.

سيستم‌هاي شكافت آب نيازمند به مواد نيمه‌رسانايي هستند كه قادر به انتقال سريع بار در فصل مشترك محلول (الكتروليت) و نيمه‌رسانا باشند. پايداري طولاني مدت از خود نشان دهند و بخش وسيعي از طيف خورشيدي را جمع‌آوري كنند. ميزان گاف انرژي پهنِ برخي از فتوكاتاليست‌ها، كاربرد آن‌ها را به ناحيه‌ي امواج فرابنفش (تقريباً 5 درصد از طيف خورشيدي) محدود مي‌كند. لذا رويكردهاي متفاوتي جهت حل اين مسئله و افزايش فعاليت فتوكاتاليستي، در حال انجام است تا فتوكاتاليست، در ناحيه‌ي نورمرئي نيز پاسخگو باشد. يكي از اين روش‌ها، سيستم فتوكاتاليست/پورفيرين است. پورفيرين‌ها داراي ضريب جذب بالايي از طيف خورشيدي هستند. لذا ايجاد سيستم كامپوزيتيِ فتوكاتاليست/پورفيرين، ميزان جذب فتوكاتاليست را تا ناحيه‌ي مرئي وسعت مي‌دهد. علاوه بر آن، وجود پورفيرين مي‌تواند به طور موثر منجر به افزايش انتقالِ بار در فصل مشترك كاتاليست و الكتروليت، و كاهش نرخ بازتركيبيِ الكترون - حفره، و در نتيجه، افزايش بازدهي عملكرد فتوكاتاليست شود. در اختراع ادعايي حاضر، كامپوزيت تشكيل‌شده از اكسيد منگنز (Mn3O4) و تترا كربوكسي‌فنيل پورفيرين (TCPP) با يك روش ساده در دماي اتاق و فشار يك اتمسفر، و با استفاده از مواد سبز و ارزان‌قيمت، در مقياس نانومتري حاصل شد. نانوكامپوزيت حاصل در قالب يك فتوكاتاليست پايدار، با منبع نور تابشي كه شامل نورمرئي نيز بود، در قياس با فتوكاتاليست اكسيد منگنز، بازدهي واكنش تجزيه‌ي آب را بهبود بخشيد.

اين اختراع يك دستگاه توليد آب براي به دست آوردن آب آشاميدني از رطوبت موجود در هواي محيط،را نشان مي دهد.ابتدا هواي محيط از دريچه كنترل كننده وارد محفظه اوليه مي شود.يك اواپراتور پوشش دار براي استخراج بخار آب وجود دارد. هوايي كه از روي اواپراتور با سطحي ويژه عبور مي كند و رطوبت آن گرفته شده توسط كويل اواپراتور سرد شده و از دستگاه خارج نمي شود بلكه از روي كويل كندانسور كه گرما ايجاد مي كند عبور مي كند كندانسور را خنك مي كند و باعث مي شود انرژي كمتري استفاده شود.همين امر باعث مي شود راندمان دستگاه در رطوبت هاي پايين ميسر شود و از 5% رطوبت راندمان مشخص و قابليت كاركرد مناسب داشته باشد. اين دستگاه با اتصال به برق شهر و يا ژنراتور برق و يا تركيبي از اين دو منبع انرژي، هواي اطراف را، مطابق با استانداردهاي سازمان بهداشت جهاني WHO، به آب آشاميدني تبديل مي كند. اين دستگاه با مصرف برق بسيار كم و بدون استفاده از مواد شيميايي ، آب شرب مورد نياز شما را توليد و تصفيه مي كند. چيلر اين دستگاه آلودگي ها و مواد زائد هوا را قبل از تبديل آن به آب از هوا جدا مي كند.