ساخت غشاهای كامپوزیتی پالادیومی بر روی پایه های نانو ساختار سرامیكی با طرح لوله ای برای تخلیص هیدروژن

خلاصه اختراع :

در این اختراع غشاهای كامپوزیتی پالادیومی بر روی پایه های نانو ساختار سرامیكی با طرح لوله ای ساخته و به منظور تخلیص هیدروژن ارزیابی شده است. برای ساخت این گونه غشاها، از پایه های سرامیكی نانوساختار كه مالكیت حقوقی آن نیز به مركز تحقیقات مواد نانو ساختار دانشگاه صنعتی سهند تبریز تعلق دارد استفاده گردید. به منظور فعالسازی پایه های سرامیكی از دو روش نوین فعالسازی بهره برده شد كه استفاده از لایه آلكوكسیدی حاوی نانو ذرات پالادیوم برای اولین بار در كشور و استفاده از لایه پلیمری حاوی نانو ذرات پلیمری در سطح بین المللی انجام می باشد. نتایج آنالیز آزمایشگاهی نشان داد كه هر دو روش فعالسازی منجر به توزیع مناسب و یكنواختی از نانوذرات پالادیوم می باشد كه برای سنتز لایه نهایی پالادیومی بسیار مناسب می باشد. در نهایت به منظور سنتز لایه نهایی غشایی پالادیومی، برای اولین بار در كشور راكتور ساخت غشا به روش لایه گذاری بدون اعمال جریان الكتریكی ( ELP) طراحی و ساخته شد و به همراه تجهیزات جانبی اعم از پمپ خلا برای اعمال خلا، حمام آب به منظور تامین دمای ایزوترمال و دستگاه همزن مغناطیس جهت همزدن برای سنتز لایه نهایی پالادیومی مورد استفاده قرار گرفت. بعد از دو الی سه مرتبه تكرار مراحل لایه نشانی به روش ELP، خشك كردن و عملیات حرارتی تحت اتمسفر هیدروژن در دماهای بالا، غشاهای كامپوزیتی نانوساختار پالادیومی عبوردهی آرگون نداشت كه نشان دهنده چگال بودن غشای سنتز شده می باشد. در ادامه به منظور كاربرد این غشاها در جداسازی هیدروژن، تستهای عبوردهی گاز هیدروژن از غشای كامپوزیتی نانوساختار پالادیومی انجام گرفت كه با افزایش دما، عبوردهی هیدروژن از غشای پالادیومی نهایی افزایش می یابد كه به دلیل فعال شدن سایت های كاتالیستی پالادیومی به منظور افزایش حلالیت هیدروژن می باشد. این در حالی است كه عبوردهی آرگون بسیار ناچیز بوده و می توان در مقابل عبوردهی هیدروژن از آن صرف نظر كرد. لذا این نوع غشاها می توانند برای تولید هیدروژن خالص با گریدهای بالا (گرید 5 و 6) مورد استفاده قرار بگیرند طوریكه هیدروژنی با این خلوص برای مصارف خاص بویژه به عنوان خوراك پیل های سوختی می تواند در توسعه این فناوری از انرژی های نو نقشی كلیدی بازی كند