پژوهشگران آزمایشگاه پیل‌ سوختی در دانشکده علوم دانشگاه تربیت مدرس، موفق به ساخت غشای دولایه‌ای از جنس پالادیم - نقره و پالادیم - مس برای خالص‌سازی هیدروژن شدند که مشکل مسمومیت گوگردی پیل‌های سوختی پلیمری را تا حد زیادی کاهش داد.

 نتایج این تحقیقات در اداره کل مالکیت صنعتی به ثبت رسید. در مسیر توسعه‌ پیل‌ سوختی پلیمری، استفاده از هیدروژن خالص ضرورتی بدیهی است. تولید هیدروژن از روش‌های متفاوتی صورت می‌گیرد که مرسوم‌ترین آن به لحاظ تجاری، واکنش ریفورم گاز طبیعی است؛ اما هیدروژن به‌ دست آمده از این روش با ناخالصی‌هایی همراه است که بسته به کیفیت هیدروکربن به‌ کار رفته‌ اولیه این ناخالصی‌ها متغیرند. گاز طبیعی ایران، ترش است و محصول ریفورم آن، علاوه بر هیدروژن و مونوکسیدکربن، حاوی ترکیبات گوگردی نیز می‌باشد.

هیدروژن مورد نیاز پیل‌ سوختی پلیمری باید از خلوص بسیار بالایی برخوردار باشد، چرا که ناخالصی‌ها موجب مسمومیت الکتروکاتالیست به‌ کار رفته و افت شدید کارایی آن می‌شود. استفاده از غشای پالادیمی بهترین گزینه برای خالص‌سازی هیدروژن با سطح خلوص بالاست. البته غشای آلیاژی پالادیم - نقره، تراوایی بیشتری نسبت به پالادیم خالص دارد و گونه‌ تجاری شده‌ غشای پالادیمی به حساب می‌آید.

با این‌ حال، وجود اندک ترکیبات گوگردی موجب مسمومیت آن شده و تراوایی غشا را کاهش می‌دهد اما به تازگی پژوهشگران دانشکده علوم دانشگاه تربیت مدرس، موفق شدند غشای دولایه‌ای از جنس پالادیم- نقره و پالادیم- مس بسازند و این مشکل مسمومیت گوگردی را تا حد زیادی کاهش دهند. برخلاف لایه پالادیم- نقره، غشای آلیاژی پالادیم- مس تراوایی اندکی دارد اما مقاومت آن در مقابل مسمومیت گوگردی زیاد است.

در غشای کامپوزیتی دولایه‌ای جدید، لایه‌ای چگال از آلیاژ پالادیم - نقره بر پایه‌ای از فولاد ضدزنگ متخلخل نشانده شده و بر روی آن لایه‌ای نازک از آلیاژ پالادیم - مس پوشش داده شده است. علت انتخاب ضخامت اندک برای لایه‌ی پالادیم- مس، ممانعت از افت چشمگیر تراوایی هیدروژنی غشا می‌باشد.

غشای دولایه‌ای جدید در مقایسه با غشای تک لایه‌ی پالادیم- نقره، در برابر مسمومیت گوگردی از مقاومت بسیار بیشتری برخوردار است و در ضمن ارائه‌ خلوص بسیار بالا در بلندمدت، تراوایی هیدروژن آن نسبت به هیدروژن آلوده به ترکیبات گوگردی نیز به میزان قابل‌ توجهی بیشتر است.

از سیستم توسعه یافته بر اساس غشای حاصل می‌توان برای خالص‌سازی هیدروژن به‌ دست آمده از گاز طبیعی به صورت ایستگاهی و نیز به صورت قابل‌ حمل به همراه پیل‌ سوختی استفاده کرد.

گزارش این پروژه در مقاله‌ای نوشته دکتر حسین غریبی، محمدامیر سعادتی نسب و علیرضا ذوالفقاری در مجله Membrane Science ارائه شده است.