پیل سوختی در دماهای پایین دارای هدایت الکتریکی و یونی می‌شود

هدایت الکتریکی و هدایت یونی دو ویژگی مهم در الکترولیت‌های جامد مورد استفاده در
پیل‌های سوختی است که در الکترولیت‌های کنونی در دمای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه‌ی
سانتیگراد رخ می‌دهد. این دمای بالا باعث افزایش هزینه‌ها، تخریب گرمایی اجزای پیل
سوختی و خطرهای ناشی از آن می‌گردد.

نانوپودر اکسید سریم گزینه‌ی بسیار مناسبی برای استفاده در پیل‌های سوختی به‌عنوان
ماده‌ی الکترولیتی است.

دکتر محمدمهدی کاشانی مطلق، دانشیار دانشگاه علم و صنعت و ایران، در گفتگو با بخش
خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «هدف از این تحقیق این بود که به
کمک نانوساختار اکسید سریم در دمای زیر ۶۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد به این دو ویژگی دست
یابیم».

دکتر کاشانی مطلق گفت: «در این کار پژوهشی، سنتز پودر نانوساختار اکسید سریم آلوده
شده به یون‌های کلسیم و گادلیم با استفاده از روش بهینه شده‌ی احتراقی
گلیسین-نیترات و با استفاده از سه روش گرمادهی (هات پلیت، کوره و امواج مایکروویو)
به‌طور موفقیت‌آمیزی انجام شد».

وی افزود: «نمک نیترات سریم و فلز دوپه شده را در مجاورت یک سوخت قرار دادیم، سپس
با گرما دادن مخلوط، عمل احتراق که در واقع یک واکنش اکسایش و کاهش است، انجام شد.
در حین احتراق، با دو واکنش اکسایش کاهش به‌طور هم‌زمان روبرو بودیم. در این فرایند
گلیسین، نیترات فلزی را به‌طور کامل احیا کرد، سپس سریم (۳+) با اکسیژن محیط به
سریم (۴+) اکسیده شد».

شایان ذکر است که نانوپودر اکسید سریم به‌دست آمده در این پژوهش دارای ابعادی در
حدود ۴۵ نانومتر است.

جزئیات این پژوهش -که در قالب پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد آقای علی عینی راد، با
همکاری دکتر امیر مقصودی‌پور و راهنمایی دکتر کاشانی مطلق در دانشگاه علم و صنعت
ایران انجام شده- در مجله‌یJournal of Alloys and Compounds (جلد ۵۰۹، صفحات
۱۵۱۰-۱۵۰۵، سال ۲۰۱۱) منتشر شده‌است.