چالش, در جریان

غشای نانوساختار تبادل کاتیون

این چالش در جریان است.

یکی از مهم­ترین قطعات در پیل‌های سوختی، پیل‌های الکترولیز و ژنراتورهای هیدروژن، «غشاء تبادل یونی» است. امروزه رایج‌ترین استفاده صنعتی این نوع غشاء، در پیل‌های الکترولیز آب نمک برای تولید گاز کلر است. غشای تبادل یونی در این فرآیند نقش محوری دارد و خاصیت تراوایی آن برای یون سدیم، امکان جداسازی گاز کلر را فراهم می­ سازد. در حال حاضر با وجود مصرف بالای این غشاء در داخل کشور در صنعت پتروشیمی و واحد کلر آلکالی، تامین آن از طریق واردات انجام می ­پذیرد. از این رو تولید این محصول در داخل کشور جهت جلوگیری از خروج ارز و رفع مشکلات واردات به ­­دلیل موانع تحریمی، بسیار حائز اهمیت است. موضوع این چالش، ساخت غشاء تبادل یون‌های مثبت (کاتیون‌ها) در داخل کشور، مبتنی بر استانداردهای فنی و الزامات تولید اقتصادی می ­باشد.فرایندهای تولید گاز که برپایه اکسیداسیون یون­ها و تشکیل گاز از یون­ها هستند، برای جدا کردن گاز و برقرار کردن تعادل در فرایند نیاز به غشاهایی دارند که بتوانند به عنوان دریچه عبور انتخابی عمل نموده و تعادل یون‌های موجود در آب را در دو سمت واکنش فراهم سازند. دو مورد از مهم‌ترین تولیدات گازی در صنایع ایران، کلر و هیدروژن هستند که به ترتیب به‌وسیله تجهیزات سلول الکترولیز و ژنراتورهای هیدروژن تولید و استخراج می‌شوند. غشای مورد استفاده در این سلول‌ها، انواع مختلفی دارد که یکی از رایج‌ترین انواع آن‌، محصولی به نام «نفیون» با نام تجاری فلوئوروپلیمر-کوپلیمربر پایه تترافلوئورواتیلن است. این محصول نخستین بار در اواخر دهه 1960 کشف گردید و اولین نوع از بین پلیمرهای مصنوعی دارای خواص یونی محسوب می­شود که اصطلاحا به آن «یونومر»  نیز می‌گویند. خواص یونی ویژه نفیون حاصل تلفیق گروه‌های اتری پرفلوئورووینیل (دارای گروه‌های سولفونات در انتهای ساختار) با زنجیره اصلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) است. با این حال همان‌طور که گفته شد، نفیون تنها محصول غشایی تبادل کاتیون نیست. انواع دیگری همانند غشاهایی از جنس پلی‌اتر اتر کتون (PEEK) هم وجود دارند که برای این کاربرد قابل استفاده‌اند. نفیون صرفا به‌دلیل تولید گسترده‌تر و رواج بیشتر، نمونه مشهورتری است. ساختار زنجیره مولکولی نفیون در تصویر زیر نشان داده شده است. برخی نکات قابل توجه در خصوص غشاهای تبادل کاتیون در ادامه آورده شده است.

تیر و مرداد ۱۴۰۰

ثبت نام در سایت و ارسال طرح

در این مرحله، شرکت‌کنندگان می‌بایست حداکثر تا ۲۲ مرداد، طرح مفهومی خود را در چارچوبی که در اختیار آن‌ها قرار گرفته است، مدون و سپس از طریق سامانه به صورت آنلاین ثبت نمایند.

شهریور ۱۴۰۰

ارزیابی طرح‌ها و داوری مرحله اول

در پایان مرحله اول طرح‌های دریافتی در کمیته داوران ارزیابی شده و در نهایت، شرکت‌کنندگان برتر (اعم از فرد یا گروه) جهت ساخت نمونه آزمایشگاهی از طرح خود وارد مرحله دوم چالش خواهند شد.

تا آخر بهمن ۱۴۰۰

ساخت نمونه اولیه و تکمیل مستندات

برگزیدگان مرحله نخست، چهار ماه فرصت خواهند داشت تا ضمن تکمیل مستندات فنی و اقتصادی طرح خود، ‌یک «نمونه آزمایشگاهی» مطابق با طرح اولیه خود را طی مرحله دوم ارائه نمایند.

اردیبهشت ۱۴۰۱

داوری نهایی و اعلام طرح برتر

در پایان مرحله دوم جهت انتخاب طرح برتر، مستندات فنی و اقتصادی و نیز نمونه‌ آزمایشگاهی ارائه شده از سوی هر شرکت‌کننده توسط هیات داوران ارزیابی و برنده نهایی معرفی می‌شود.

InnoTEN

حامیان این چالش

برنامه چالش های فناوری و نوآوری
InnoTEN

جوایز

برنامه چالش های فناوری و نوآوری 

شهریور ۱۴۰۰

حمایت ها

130 میلیون ریال جایزه نقدی برای تیم اول+ 100 میلیون ریال جایزه نقدی برای تیم دوم
75 میلیون ریال گرنت تولید نمونه محصول+ 75 میلیون ریال گرنت آزمایشگاهی
حمایت از تجاری‌سازی طرح¬ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *