Palivový článok Fuel Cell (FC) Zariadenie premieňajúce chem. energiu priamo na el. energiu Opak elektrolyzéra
Zloženie PČ Základné časti: - katóda - anóda - elektrolyt Ostatné časti: - zásobníky a prívody paliva a oxidovadla - rezervoár pre elektrolyt - vývody - spotrebič (elektromotor) Palivo: vodík, metán, metanol, kyselina mravčia a octová glukóza Oxidovadlo: kyslík, peroxid vodíka, tiokyanát draselný Produkty: teplo + látka (podľa typu článku)
Elektródy - katóda - anóda -úlohy: 1. povrch na ionizáciu/deionizáciu 2. vedenie elektrónov na/z rozhrania 3. fyzická bariéra vlastnosti: vodivá, porézna, priepustná, katalytická Materiály: Kovové – Ni, Nekovové – C,Katalyzátor – Pt, Pd,
Elektrolyt El. vodič 2. triedy – náboj sa prenáša pohybom iónov Úlohy: - dopravuje reaktanty na elektródu - uzatvára el. obvod - fyzická bariéra Materiály: - pevné – membrány, oxid zirkoničitý - kvapalné – KOH, kys. Fosforečná, tavenina uhličitanov, - musí byť hydratovaná! (regulácia vody)
Rozdelenie PČ podľa pracovnej teploty podľa použitého paliva/oxidantu Podľa elektrolytu Podľa použitia
PEM - Proton Exchange Membrane Obsahuje špeciálnu PEM membránu ( fluorovaná kyselina sulfónová ) Pracovná teplota: 60-90 (veľmi nízka) Palivo: H Nosič náboja: H+ účinnosť: 60-65% El. výkon: 5 – 250 kW
Princíp fungovania PEMFC Anóda: H2(g) → 2H+(aq) + 2e− Katóda: ½O2(g) + 2H+(aq) + 2e− → H2O(l) Celkovo: H2(g) + ½O2(g) → H2O(l)
Výhody/nevýhody PEMFC - výhody: - nízka pracovná teplota - vysoká prúdová hustota - minimálna ekol. záťaž (odpad je len voda) - dosiahnutie plného výkonu za krátky čas - nevýhody: - vysoká cena membrány - citlivosť na nečistoty - problémy s palivom
Využitie PEMFC
PČ na vodík
Použitie PČ Hlavné oblasti: - stacionárna výroba (elektrárne) - pohon vozidiel (autá, autobusy, lode, lietadlá, ponorky, rakety...) - autonómne zdroje (vysielače, monitor. Stanice)