آگهی دفاع از رساله دکتری

عنوان:

تعیین پارامترهای پلاسمای تپی به منظور انتقال محصولات به سمت هیدروکربن‏های با ارزش

دانشجو: حامد رحمتی

رشته:  فیزیک اتمی و مولکولی

استاد راهنما: دکتر عطاملک قربان‏زاده

زمان: روز سه ‏شنبه 1400/09/09 ساعت 08:00

مکان: http://Vroom.ut.ac.ir/physics1

چکیده:  تبدیل گاز طبیعی به فرآورد‏ه‏های با ارزش افزوده بالا می‏تواند مشکلاتی همچون خام سوزی و گرانقیمت بودن فناوری صادرات گاز طبیعی را مرتفع سازد. به دلیل وجود مشکلاتی همچون استهلاک زیاد تجهیزات بر اثر دمای بالاو غیرفعال شدن کاتالیزورها بر اثر نشست کربن در سیستم‏های کاتالیزور-حراراتی رایج، در چند سال اخیر توجهات به سمت پلاسماهای سرد معطوف شده است که از برانگیختگی الکترونی با گزینش‏پذیری بالا به جای فعالسازی گرمایی استفاده می‏کنند. از طرفی دستیابی همزمان به نرخ تبدیل و بازدهی انرژی بالا نیز مهمترین چالش فناوریهای کنونی پلاسمای سرد است. در این راستا ما راکتور پلاسمای قوس شناور با الکترودهای موازی (PEGP) را ساخته و برای استفاده در فرآوری متان با دیاکسیدکربن مورد استفاده قرار دادیم. در این راکتور به مجموعه‏ الکترودهای موازی که در یک موجبر صوتی با دیواره‏های واگرا قرار گرفته‏اند، پالس‏های الکتریکی نانوثانیه‏ای با نرخ تکرار 20 - 10 کیلوهرتزی اعمال کردیم. در این راکتور توانستیم با بهره‏گیری از کانال‏های شکست ارتعاشی مولکولی و برقراری شرایطی همچون چگالی الکترونی نسبتا بالا، میدان الکتریکی کاهیده بهینه، تحرک‏پذیری بالای کانال پلاسما، به نرخ تبدیل حدود 50 % برای هر دو گاز متان و دی‏اکسیدکربن، همراه با بازدهی انرژی شیمیایی بالای 50 %  و بازدهیECE   % 70 در دمای حدود ℃ 100 برسیم. این عملکرد قابل مقایسه با بهترین عملکرد پلاسماهای گرمایی دمای بالا و در عین حال برتر از سایر راکتورهای پلاسمای سرد است. در این پایان نامه همچنین به تعیین پارامترهای قابل استخراج از طیف گسیلی پلاسما پرداختیم، و موفق شدیم پارامترهای پلاسما شامل چگالی الکترونی، دمای الکترونی و دمای ارتعاشی که نقشی اساسی در عملکرد پلاسما دارند را تخمین بزنیم، که به ترتیب مقدار آنها cm^-3  1.42× 10¹⁷ ، 4300 و 4600 کلوین بدست آمدند