Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Palivové články - Karel Bouzek - teoretické základy a praktická realizace Institute of Chemical Technology Prague.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Palivové články - Karel Bouzek - teoretické základy a praktická realizace Institute of Chemical Technology Prague."— Transkript prezentace:

1 1 Palivové články - Karel Bouzek - teoretické základy a praktická realizace Institute of Chemical Technology Prague

2 2 Vodíková ekonomika a palivové články vodíková ekonomika originální pohled rozšířený pohled – vodík jako energetický vektor vodík jako ušlechtilé palivo, které v budoucnosti postupně nahradí ta fosilní, obzvláště v mobilních aplikacích role vodíku jako paliva zůstává zachována, ale tento význam klesá narůstá význam vodíku jako látky s vysokou hustotou energie a vysokou reaktivitou význam druhé role narůstá úměrně tomu, jak roste výkonová kapacita obnovitelných zdrojů integrovaných do distribuční sítě význam dále poroste v systémech distribuovaného zásobování energií

3 3 Vodíková ekonomika a palivové články

4 4 2H 2 + O 2 → 2 H 2 O  H 0 = -285,8 kJ mol -1  G 0 = -237,3 kJ mol -1 proč ano: specifická energie produkt oxidace reaktivita proč ne: reaktivita zdroje plynná forma Vodíková ekonomika a palivové články zdroje

5 5 2H 2 O → 2H 2 + O 2 2H 2 + O 2 → 2 H 2 O H2H2 H2OH2O O2O2 O2O2 energie Vodíková ekonomika a palivové články

6 6 termodynamická účinnost elektrochemické konverze Vodíková ekonomika a palivové články termodynamická účinnost Carnotova cyklu T S = 10 °C, T T = °C

7 7 vedle termodynamiky hraje významnou roli rovněž kinetika příčiny ztrát E j O 2 + 4e - ↔ 2O 2- 4H + + 4e - ↔ 2H 2 U FC U OCP U EL Vodíková ekonomika a palivové články

8 8 Historie palivových článků Sir William Robert Growe (1811 – 1896) 1839 pozoroval jev, který nazval inverzní elektrolýzou vody

9 9 Princip funkce palivového článku 2H 2 → 4H + + 4e - O 2 + 4e - → 2O 2- 2H 2 + O 2 → 2 H 2 O

10 10 Plynově difúzní elektrody

11 11 Plynově difúzní elektrody

12 12 Praktická realizace palivového článku zapojení do svazku jako způsob redukce ztrát proud vs. napětí v elektrochemických systémech rizika

13 13 Rozdělení palivových článků primární rozdělení podle provozní teploty nízkoteplotní středněteplotní vysokoteplotní jemnější rozdělení podle provozní teploty

14 14 Nízkoteplotní palivové články palivové články typu PEM alkalické palivové články 2H 2 + 4OH - → 4H 2 O + 4e - O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

15 15 Středněteplotní palivové články palivové články na bázi kyseliny fosforečné 2H 2 → 4H + + 4e - O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O

16 16 Vysokoteplotní palivové články palivové články na bázi keramického elektrolytu (SOFC) 2H 2 + 2O 2- → 2H 2 O + 4e - O 2 + 4e - → 2O 2-

17 17 Elektrolýza vody jako komplementární technologie způsob uložení elektrické energie ve formě energie elektrické v principu proces reverzibilní k palivovému článku filosofie používaných zařízení odpovídá konstrukci palivových článků modifikace nezbytná z důvodu vyšší požadavků na materiály kritické zejména na straně anody středněteplotní systémy dosud nestabilní alternativní způsoby využití vysokoteplotního procesu stabilizace výkonu jaderných reaktorů IV. generace konverze oxidu uhličitého na syntézní plyn

18 18 Výzkum vodíkových technologií na VŠCHT Praha palivové články v současnosti  CHP jednotky na bázi středněteplotních palivových článků ověření stability použitých komponent optimalizace konstrukce a provozních podmínek matematické modelování systému financování výhradně z evropských zdrojů elektrolýza vody v současnosti dominující výzkumná tématika nízkoteplotní elektrolýza alkalický i PEM proces polymerní elektrolyt a katalyzátor scale-up jednotek vysokoteplotní elektrolýza vývoj a charakterizace komponent matematické modelování

19 19 rozsah přednášky příliš krátký pro vysvětlení podstaty Závěry slouží zejména jako úvod do problematiky a hlubší diskuse významným mezníkem akreditace nového studijního oboru výuka v tomto směru rovněž na celoevropské úrovni Vodíkové a membránové technologie EM3E – Erasmus Mundus Master in Membrane Engineering EUDIME – Erasmus Mundus Doctorate in Membrane Engineering

20 20 Děkuji za pozornost !


Stáhnout ppt "1 Palivové články - Karel Bouzek - teoretické základy a praktická realizace Institute of Chemical Technology Prague."

Podobné prezentace


Reklamy Google