امروزه شاهد طراحي و ساخت انواع كلكتورهاي خورشيدي هستيم. در اين ميان تطبيق دستگاه¬هاي جديد با قديم يك معضل مهم است. يكي از راه¬هاي رفع اين معضل استفاده هوشمندانه از دستگاه¬هاي جديد است كه به واحدهاي قديمي افزوده مي¬شوند. يكي از اهداف اصلي اين پروژه طراحي و ساخت سامانه¬اي جديد است كه بوسيله آن، ضمن تطبيق شرايط كاري واحدقديمي و جديد (كلكتور خورشيدي) بتوان در هر لحظه ميزان انرژي دريافتي را تخمين زد و با استفاده از اطلاعات لحظه به لحظه ميزان تبادل انرژي را بدست آورد. سيستم هوشمندسازي اين پروژه به صورت خلاصه در چند مرحله انجام شده است. در مرحله اول با استفاده از تعدادي ترموستات ساده و يك موتور پمپ 170 واتي توانستيم آب گرم مورد نياز واحد آشپزخانه پژوهشگاه مواد و انرژي را تامين نماييم. اين سامانه طوري طراحي شده كه هر زمان مي توان كنترل كننده هوشمند را به آن افزود يا از آن منفك نمود. در مرحله دوم، كنترلر هوشمند طراحي شده شامل يك پي ال سي صنعتي است كه با استفاده از كارت¬هاي ورودي و خروجي به مجموعه تحت كنترل متصل مي¬گردد. مشخصات پي¬ال¬سي: ساخت شركت زيمنس نوع S7 داراي 24 درگاه خروجي و 12 درگاه ورودي اين مجموعه داراي وسائل اندازه گيري زير است: •\\\\\\\\\\\\\\\\tاندازه¬گيري لحظه اي ميزان دماي آب ورودي كلكتورها •\\\\\\\\\\\\\\\\tاندازه گيري لحظه اي ميزان دماي آب خروجي كلكتورها •\\\\\\\\\\\\\\\\tاندازه¬گيري لحظه¬اي ميزان دماي آب تميز ورودي منبع •\\\\\\\\\\\\\\\\tاندازه¬گيري لحظه¬اي ميزان دماي آب تميز خروجي منبع پس از دريافت ميزان درجه حرارت هر قسمت از سامانه، كنترلر تصميم مي¬گيرد كه كدام فرمان را صادر كند.

سامانه مولد برق خورشيدي با موتور استرلينگ گاما از دو قسمت متمركز كننده خورشيدي و مولد توان تشكيل شده است. اين سيستم توانايي توليد برق از انرژي خورشيد بدون ايجاد آلودگي ناشي از توليد گازهاي گلخانه اي و ايجاد صدا را دارد. با استفاده از موتور الكتريكي و بازوي هيدروليكي كه بر روي پايه دستگاه نصب گرديده است بدليل كم بودن اصطكاك با كمترين انرژي مصرفي صفحه اصلي متمركز كننده هميشه رو به خورشيد قرار مي گيرد. انرژي مورد نياز ردياب نيز توسط خورشيد تامين مي گردد. انحناي سطوح براق مورد استفاده به صورتي طراحي گرديده است كه تمام تابش مستقيم رسيده به سطح را در يك نقطه جمع مي كند كه نقطه كانوني متمركز كننده ناميده مي شود. قطر متمركز كننده 2متر است. قسمت گرم موتور استرلينگ نوع گاما ساخته شده براي توليد توان استوانه اي به قطر 5ميلي¬متر است كه در نقطه كانوني متمركز كننده قرار گرفته است. طول سيلندر دو طرفه اي كه براي موتور استفاده گرديده است 35 سانتي متر است كه يك طرف آن توسط منبع گرم در دماي بالا( حداقل 250 درجه سانتيگراد) و طرف ديگر آن نيز در دماي پايين(25 درجه سانتي گراد) قرار داده مي شود. مركز اين پيستون از طزيق يك لوله به قطر 8ميلي¬متر به پيستون كمكي به قطر داخلي 7سانتي متر و كورس پيستون 5 سانتيمتري متصل است. توان توليدي از طريق دسته پيستون ها به لنگ موتور انتقال داده مي شود و بصورت انرژي مكانيكي دوراني به ژنراتور مولد برق منتقل مي شود. ژنراتور توان را گرفته و برق 24 ولت را در خروجي تحويل مي دهد. بدليل نوع ژنراتور انتخابي بر حسب تواني كه به ژنراتور داده مي شود توان برق خروجي تغيير مي كند و هرچقدر توان ورودي بالاتر مي رود توان خروجي افزايش مي يابد. محدوده توان از30 وات تا70 وات است.

امروزه نانوالياف به ‌عنوان يكي از مهمترين محصولات فناوري نانو در بسياري از حوزهها به‌ ويژه در حوزه هاي توليد و ذخيره‌سازي انرژي (پيل‌هاي خورشيدي، پيل‌هاي سوختي، باطري‌هاي پليمري و غيره)، صنايع نانوكامپوزيت و نانوالياف كربن كاربردهاي زيادي پيدا نمودهاند. كامپوزيت نانو اليافNiO-GDC را براي استفاده به‌عنوان آند پيل‌هاي سوختي اكسيد جامد، به روش الكتروريسي سنتز شد. براي اين كار ابتدا نمك‌هاي نيتراتي گادولينيوم، نيكل و سريم در محيط آب مقطر با يكديگر مخلوط مي‌شوند كه پس از افزودن سوخت و حرارت‌دهي، به يك مايع غليظ تبديل مي‌گردد. سپس با افزودن پلي وينيل الكل يك ژل با ويسكوزيته مناسب جهت الكتروريسي تهيه مي شود. نانو الياف تهيه شده به علت قطر كوچك، نسبت سطح ويژه و تخلخل پيوسته براي كاربرد در آند SOFC بسيار مناسب و ايده آل مي باشد. خصوصيات الياف سنتز شده با روش‌هاي XRD، SEM,TEM, و BET مورد مطالعه قرار گرفته است. قطر نانو الياف سنتز شده 75nm اندازه گيري شد.

خلاصه اختراع سنتز پودر مرحله اي مهم و اساسي براي تهيه مواد سراميكي با ريز ساختار كنترل شده، يكنواخت، با مقدار ناخالصي ناچيز و مساحت سطح ويژه مطلوب در هنگام سينتر شمرده ميشود. نانوپودركامپوزيت NiO-GDC را براي استفاده به‌عنوان آند پيل‌هاي سوختي اكسيد جامد، به روش ژل احتراقي سنتز شد. روش سنتز نانوپودر مورد نياز براي ساخت آندها به اين ترتيب است كه ابتدا نمك‌هاي نيتراتي گادولينيوم، نيكل و سريم در محيط آب مقطر با يكديگر مخلوط مي‌شوند كه پس از افزودن سوخت و حرارت‌دهي، به يك مايع غليظ تبديل مي‌گردد. پس از افزدون پلي وينيل الكل به عنوان ماده ترساز و با حرارت دهي در دماي 80 درجه سلسيوس، واكنش احتراق در پيش‌ماده رخ مي‌دهد و كامپوزيت مورد نظر به‌دست‌مي‌آيد. نانوكامپوزيت توليد‌شده داراي اندازه بلورك‌هاي 14/8 و 22/6 نانومتر به ترتيب براي فاز NiO و GDC بدست آمد و اندازه ذرات حدود12-47 نانومتر است و خصوصيات آن با روش‌هاي XRD، SEM، TEM و BET مورد مطالعه قرار گرفته است.

‏در اين اختراع، لايه نازك شفاف اكسيد روي ( ZnO‏) نانوكريستالي به روش ساده‏، دماي پايين و موثر رسوب دهي الكترواسپري تهيه شده ‏است و براي اولين بار از نيترات روي و آمونيوم به عنوان مواد اوليه در تهيه لايه نازك به روش الكترواسپري استفاده ‏شده است. لايه نازك اكسيد روي در دماي ٢۵٠ ‏درجه سانتيگراد بر سطح شيشه پوشش داده ‏شد و مورفولوژي و خواص اپتيكي آن مورد بررسي قرار گرفت. باند گپ لايه نازك برابر با 3.32 ‏الكترون ولت و اندازه كريستاليت ها در نانوساختارها ٢٨ ‏نانومتر بدست آمده ‏است. اين اختراع در زمينه شيمي و متالورژي دسته بندي مي گردد و مواد اصلي تشكيل دهنده آن نيترات ‏روي (Zn(No3)2)، آمونيوم ( NH40OH) و آپ مقطر (H2O ‏) است.

‏در اين اختراع سنتز نانوكابل Polypyrrole/SnO2-ZnO ‏در طي چهار مرحله گزارش شده است: ١ ‏) سنتز نانوالياف اوليه كلريدقلع / استات روي / پلي وينيل الكل به روش الكتروريسي،2) كلسينه كردن الياف اوليه به مدت ٢ ‏ساعت در دماي 650C ‏براي تبديل الياف كلريدقلع/ استات روي/ پلي وينيل الكل به نانوالياف كامپوزيتي SnO2-ZnO ٣‏) جذب يون Fe3+‏ بر سطح نانوالياف كامپوزيتي SnO2-ZnO ‏به عنوان آغازگر واكنش مرحله بعد و 4‏) پليمريزاسيون پيرول در فاز بخار بر سطح نانوالياف كامپوزيتي SnO2-ZnO. نانوالياف كامپوزيتي حاصل از الكتروريسي داراي قطر متوسط ٧٥ ‏نانومتر با توزيع قطر مطلوب و پوشش پليمر هادي پيرول ايجاد شده داراي ضخامت كمتر از ١٠ ‏نانومتر است. قطر كم نانوكابل حاصل بيانگر نسبت سطح به حجم بالاي آن است. توليد ماده با سطح ويژه بالا موجب بهبود خواص آن ماده مي شود. نتايج حاصل از آزمون هاي انجام شده نشان داد كه نانوالياف كامپوزيتي SnO2-ZnO ‏بدست آمده از خلوص فازي و شيميايي بالايي برخوردار است و همچنين پليمر هادي پيرول با موفقيت بر روي نانوالياف پوشش داده شده است. تمامي اين ويژگي ها، آنها را به گزينه مناسبي براي استفاده در ابزارهاي الكترونيك، ذخيره سازي انرژي، حسگرهاي شيميايي، ديودهاي نشر كننده نور(LED) و رنگ هاي محافظ خوردگي تبديل مي كند.

‏در اين اختراع ساخت حسگر گاز آمونياك با قابليت كار در دماي محيط با استفاده از نانوكابل Polypyrrole/SnO2-ZnO ‏‏گزارش شده است. در ابتدا نانو الياف كامپوزيتي SnO2-ZnO ‏بر روي پايه از جنس آلومينا پوشش داده شده است. پس از آن پليمر هادي پيرول به روش پليمريزاسيون در فاز بخار بر روي نانوالياف كامپوزيتي SnO2-ZnO ‏پوشش داده شدند تا نانوكابل Polypyrrole/SnO2-ZnO ‏تهيه شود. حساسيت نانوكابل حاصل در دماي محيط نسبت به غلظت هاي متفاوت از گاز آمونياك اندازه گيري شده است. نتايج حاصل از اندازه گيري ها نشان دادند حسگر ساخته شده داراي حساسيت بالا در دماي محيط، زمان هاي پاسخ و بازيابي كوتاه، قابليت تشخيص گاز در غلظت هاي بسيار كم است. ويژگي هاي مطلوب حسگر ساخته شده به علت سطح ويژه بالاي نانوكابل Polypyrrole/SnO2-ZnO است. سطح ويژه بالاي نانوكابل حاصل باعث افزايش مكان هاي مستعد براي جذب گاز و انجام واكنش و در نتيجه افزايش حساسيت حسگر است. تمامي اين ويژگي ها حسگر ساخته شده در اين پژوهش را به عنوان گزينه مناسب براي توليد انبوه در كشور جهت رفع نيازهاي اساسي صنايع مختلف از جمله صنايع شيميايي، نفت و گاز، پتروشيمي، كشاورزي، دامپروري و پزشكي معرفي مي كند.

در اين اختراع ابتدا سنتز نانوالياف كامپوزيتي ZnO SnO با خلوص فازي و شيميايي بالا به روش ساده الكتروريسي انجام شد. بدين منظور الياف اوليه كلريدقلع استات روي اپلي ونيلر الكل در دماي نسبتا پايين ºC 650 به مدت ٢ ساعت كلسينه شدند. در اين مرحله نانوالياف با توزيع انداره قطر مطلوب و متوسط قطر ٧۵ نانومتر بدست آمد. قطر كم نانوالياف حاصل بيانگر نسبت سطح به حجم بالاي آن است. توليد ماده با سطح ويژه بالا موجب بهبود خواص آن ماده مي شود. با استفاده از آناليز XRD مشخص گرديد نانوالياف حامل ذاراي ساختار ورتزيت اكسيدروي و روتايل دي اكسيد قلع بوده و از تبلور خوبي برخوردار است. نتايج حاصل از آزمون هاي XRD و EDX در تكميل اطلاعات بدست آمده از آزمون STA نشان داد كه براي دست يابي به نانوالياف كامپوزيتي SnO/ZnO با درجه خلوص بالا نيازي به دماهاي بالا در مقايسه با روش هاي انتقال از فاز بخار نيست. تمامي اين ويژگي ها، آنا را به گزينه مناسبي براي استفاده در ابزارهاي الكترونيكي تبديل مي كند. در مرحله بعد با استفاده از نانوالياف تهيه شده حسگر گاز ساخته شد و حساسيت آن در برابرگاز اتانول بررسي شد. نتايج حاصل از آزمون هاي حسگري نشان داد حسگر ساخته شده داراي دماي كاري پايين، حساسيت بالا، زمان هاي پاسخ و بازيابي كوتاه و قابليت تشخيص گاز در غلظت هاي بسيار كم است. تمامي اين ويژگي ها حسگر ساخته شده را به عنوان گزينه مناسب براي توليد انبوه در كشور جهت رفع نيازهاي صنايع محتلف از جمله صنايع دارويي و غذايي معرفي مي كند.

حسگر رطوبت قابل اعتماد، با سرعت پاسخگويي سريع و ازران با كمك نانوالياف الكتروريسي نايلون 6 NH(CH2)5CO)Xبراي اولين بار در جهان توليد شده است. در اين اختراع ابتدا الكترود شانه اي از جنس طلاي AU خالص بر روي زير لايه شيشه اي توسط ليزر تهيه گرديد. سپس نانوالياف نايلون 6 با غلظت 20 درصد وزني به كمك روش الكترويسندگي با قطر ميانگين 160 نانو متر و انوالياف تار عنكبوتي به قطر 6 تا 15 نانومتر تهيه و لايه نشاني بر روي الكترودها صورت پذيزفت، مقاومت الكتريكي حسگر ساخته شده انداره گيري شده و مشاهده گرديد كه با افزايش ميزان رطوبت نسبي محيط، لگاريتم مقاومت الكتريكي حسگر به صورت خطي كاهش پيدا خواهد كرد. مقاومت الكتريكي حسگر فوق در اثر افزايش رطوبت از 11 درصد به 97/3 درصد در طي 9 ثانيه به ميزان 10 به توان 6 كاهش پيدا مي كند كه بيانگر زمان سريع پاسخگويي و حساسيت بالاي حسگر ساخته شده دارد. در اين اختراع در زمينه شيمي و متالوژي دسته بندي مي گردد و مواد اصلي تشكيل دهنده آن پليمر نايلون 6 NH(CH2)5CO)X و اسيد فورميك(CH2O2) است.