|
|
Palivové články H2-O2 s anexovou a bipolární membránou
Barath, Peter ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá výzkumem katalyzátorů a iontoměničových membrán pro palivové články H2 – O2, Jsou v ní popsány základní principy reakcí, termodynamické aspekty a kinetická kriteria v palivových článcích typu PEM. Jako membrány a pojiva v membránových palivových článcích se dosud téměř výhradně používají velmi drahé iontoměniče na bázi fluorovaných polymerních sulfokyselin, zpravidla známých pod obchodním jménem NAFION což jsou látky velice nákladné. K tomu přistupuje i silně korozivní charakter těchto iontoměničů, jež podmiňuje výhradní použití katalyzátorů na bázi platinových kovů. To činí membránové palivové články zcela neschopné konkurence například s motory s vnitřním spalováním, a to navzdory všem ekologickým výhodám tohoto zdroje elektrické energie. Proto je snaha nahradit tyto materiály takovým souborem látek, které budou jednak výrazně levnější a jednak budou umožňovat použití méně nákladných kovů jakožto katalyzátorů. Předmětem disertační práce je výzkum a vývoj látek pro kompozitní elektrodové materiály na bazi NiOx,Ni-Pd a Raneyův nikl, vhodné jako katalyzátory a iontoměničové membrány alkalického a bipolarního typu pro palivové články.
|
|
|
Vliv lisovacího tlaku na elektrochemické vlastnosti elektrod pro akumulátory Li-S
Jaššo, Kamil ; Tichý, Jiří (oponent) ; Kazda, Tomáš (vedoucí práce)
Cieľom tejto diplomovej práce je popísať vplyv lisovacieho tlaku na vlastnosti lítium-sírových akumulátorov. V teoretickej časti práce je stručne popísaná všeobecná problematika a terminológia batérií a ich delenie. Ku každému druhu batérií je bližšie popísaných pár konkrétnych typov. Samostatná kapitola je venovaná lítiovým druhom článkov a to hlavne lítium-iónovým akumulátorom. Vzhľadom k rozmanitosti zloženia lítium-iónových akumulátorov sú v tejto podkapitole hlbšie rozobrané najpoužívanejšie aktívne materiály elektród, používané elektrolyty a separátory. Vzhľadom k odlišnému elektrochemickému princípu akumulátorov Li-S a Li-O oproti Li-ion akumulátorom, sú tieto batérie novej generácie zahrnuté v samostatnej podkapitole. V experimentálnej časti sú popísané metódy, ktoré boli zvolené pre zmeranie elektrochemických parametrov Li-S akumulátoru. Ďalej táto kapitola obsahuje popis prípravy jednotlivých elektród a ich zloženie. Zvyšok experimentálnej časti diplomovej práce je venovaný popisu jednotlivých experimentov a dosiahnutých výsledkov.
|
|
|
Alternativní zdroje energie
Stránský, Jaroslav ; Moskalík, Jiří (oponent) ; Škvařil, Jan (vedoucí práce)
V této práci jsem se pokusil shrnout současný stav světových energetických zdrojů, které používáme k přeměně na elektrickou energii. Je zde řešena otázka náhrady docházejících zásob fosilních paliv a redukce vypouštění skleníkových plynů. Vhodnou náhradu hledám v oblasti alternativních zdrojů energie, mezi které jsem zahrnul energii Slunce, vody, větru, geotermální energii, využití tepelných čerpadel, energii spalování, jadernou energii, palivové články a použití vodíku. O každém nahrazujícím zdroji se dozvíte o jeho historii, výhodách a nevýhodách, principu funkce zařízení, která energii transformují, a o porovnání potenciálu, který je využitelný v ČR a ve světě.
|
|
|
Systém power-to-gas
Urbánek, Štěpán ; Baláš, Marek (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá systémem Power to Gas a jeho dílčími komponenta-mi. V první části této práce je rešerše dílčích komponent Power to Gas. Ve druhé části je vypracován bilanční model systému Power to Gas na základě dohledaných technických parametrů z části první. Třetí část se zabývá dohledatelnými realizacemi systému Power to Gas a v poslední části je návrh systému pro domovní realizaci.
|
|
|
Modelování dodávky vzduchu kompresorem pro palivový článek
Tkach, Svitlana ; Kudláček, Petr (oponent) ; Novotný, Pavel (vedoucí práce)
Rostoucí poptávka po nákladní dopravě a dlouhodobý trend nízkoemisních silničních nákladních vozidel přitahuje pozornost k technologii palivových článků. Pro analýzu komplexních procesů v palivovém článku se v dnešní době využívá počítačových simulací, které usnadňují časovou a finanční náročnost vývoje. V této práci je představen výpočtový model systému palivových článků se zaměřením na analýzu dodávky vzduchu. Zlepšení výkonových charakteristik systému dodávky vzduchu, a tedy i palivového článku, lze dosáhnout použitím kompresoru. Na základě prvotního návrhu je provedena analýza vlivu parametrů kompresoru v bodě návrhu na jeho příkon. Nárůst otáček kompresoru a izentropické účinnosti v bodě návrhu vedl k poklesu požadovaného příkonu, zatímco při zvyšování tlakového poměru v bodě návrhu docházelo k jeho nárůstu. Výsledkem diplomové práce je efektivní nástroj pro dosažení optimálních parametrů systému dodávky vzduchu pro palivový článek s minimalizací příkonu kompresoru.
|
|
|
Thermodynamic modelling of hydrogen fuel cells
Nováček, Marek ; Pavelka, Michal (vedoucí práce) ; Němec, Tomáš (oponent)
V této bakalářské práci jsou zkoumány palivové články s membránou pro výměnu protonů. Na začátku jsou uvedeny myšlenky, na nichž stojí funkce těchto článků, a před- staveny některé možnosti využití. Posléze se zaměřujeme na popis dějů probíhajících uvnitř článku, a to v souladu se zákonitostmi termodynamiky a s materiálovými vztahy získanými experimentálně. Konkrétně nás zajímají toky vody a protonů skrze mem- bránu, kde působí termodynamické síly, a elektrochemické reakce na elektrodách, jež můžeme vystihnout Butler-Volmerovými rovnicemi. Na základě produkce entropie způ- sobené těmito ději v článku zkoumáme také jeho účinnost. Cílem výpočetní části této práce je navrhnout přibližný bodový model článku, který bychom následně porovnali s výsledky doktorské práce vedoucího této práce bakalářské. 1
|
|
|
Thermodynamic analysis of processes in Hydrogen fuel cells.
Pavelka, Michal ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Grmela, Miroslav (oponent) ; Sciacovelli, Adriano (oponent)
Tato práce se zabývá nerovnovážnou termodynamikou, která slouží k odvození evolučních rovnic makroskopických a mezoskopických systémů. Je například ukázán vztah mezi teorií GENERIC (General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling) a (ne)vratností a Onsager-Casimirovy relace reciprocity jsou pak z této teorie odvozeny. Následně jsou v rámci nerovnovážné termodynamiky odvozeny modely palivových článků a příbuzných zařízení a teoretické předpovědi jsou porovnány s výsledky experimentů. V práci je také odvozeno zobecnění analýzy exergie, které přináší novou metodu pro odhalování mapy ztrát užitečné práce v zařízeních produkujících elektřinu. Tato metoda vyžaduje, aby bylo zařízení popsáno nerovnovážně termodynamickým modelem, a obecná teorie nerovnovážné termodynamiky se tak stává nedílnou součástí popisu a optimalizace zařízení produkujících energii.
|
|
|
Optimization of operation of renewable electric energy sources based on fuel cells, accumulators and FV panels for small powers.
Holeček, Martin ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Beran, Zdeněk (oponent)
První část práce je věnovaná hlubší rešerši do literatury optimálního řízení, shrnutí principů a způsobů jak je aplikovat na prezentovaný problém. Následně je sestaven a popsán model použitelný pro samostatnou energetickou jednotku s použitím vodíkových článků, akumulátoru a fotovoltaických panelů, spolu s nejčastějšími používanými rovnicemi z literatury. Také je formulován problém optimálního řízení řečeného systému pro optimální cenu v provozu při nejlepších podmínkách. Dále jsou popsány algoritmy numerického řešení systému spolu s implementací konkrétního numerického algoritmu "multiple shooting" na tento problém spolu s numerickými testy a výsledky. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Termodynamická analýza procesů v polymerní elektrolytické membráně palivového článku
Pavelka, Michal ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Málek, Josef (oponent)
Termodynamická analýza procesů v polymerní elektrolytické membráně palivového článku Michal Pavelka April 12, 2012 Abstract Vodíkové palivové články1 se mohou stát klíčovou technologií 21. století, a proto je důležité umět popsat jejich chování. V této práci se zaměřujeme na vodíkové palivové články s polymerní elektrolytickou membránou. Pro membránu využíváme již existující model2 . Model zasazujeme do teorie směsí, kterou budujeme podobně jako se děje v klasické učebnici od Mazura a de Groota3 a kterou doplňujeme o tak zvané vniřní potenciální energie. Vnitřní potenciální energie nám pak umožňují popsat makroskopické důsledky vnitřních sil mezi vodou a polymerem v membráně a zahrnout tak do modelu membrány vliv gra- dientu povrchového napětí vody v membráně. Model řešíme numericky v 1D aproximaci. Následně určujeme vliv membrány a jednotlivých procesů v ní na účinnost palivového článku. 1 viz. například Larminie, J. and A. Dicks. Fuel Cell Systems Explained. 2nd edition. John Wiley & Sons Ltd., 2003. ISBN 0-470-84857-X. 2 Weber, A. Z. and J. Newman. Transport in Polymer-Electrolyte Membranes I, II, III. J. Electrochem. Soc., 150 (7), A1008-A1015, 2003; 151 (2), A1311-A1325, 2004.; 151 (2), A1326-A1339, 2004 3...
|
|
|
Thermodynamic analysis of processes in Hydrogen fuel cells.
Pavelka, Michal
Tato práce se zabývá nerovnovážnou termodynamikou, která slouží k odvození evolučních rovnic makroskopických a mezoskopických systémů. Je například ukázán vztah mezi teorií GENERIC (General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling) a (ne)vratností a Onsager-Casimirovy relace reciprocity jsou pak z této teorie odvozeny. Následně jsou v rámci nerovnovážné termodynamiky odvozeny modely palivových článků a příbuzných zařízení a teoretické předpovědi jsou porovnány s výsledky experimentů. V práci je také odvozeno zobecnění analýzy exergie, které přináší novou metodu pro odhalování mapy ztrát užitečné práce v zařízeních produkujících elektřinu. Tato metoda vyžaduje, aby bylo zařízení popsáno nerovnovážně termodynamickým modelem, a obecná teorie nerovnovážné termodynamiky se tak stává nedílnou součástí popisu a optimalizace zařízení produkujících energii.
|
host ::
RSS.