|
|
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
|
|
|
Technologie pro využití vodíku z Energieparku Mainz
Florian, Tibor ; Šnajdárek, Ladislav (oponent) ; Škorpík, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je popsání vodíku, metod výroby, jeho následné použití a srovnání dle vybraných kritérií. Úvodní část je věnována popisu vodíku jako elementu, včetně jeho izotopů. Další pasáž se stručně věnuje jeho historii v energetice a nejpoužívanějším technologiím výroby v současnosti. Důraz je kladen na Power-to-Gas zařízení Energiepark Mainz. V poslední části je vodík jakožto palivo srovnáno v odvětví automobilového průmyslu.
|
|
|
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.
|
|
|
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)
|
|
|
Physical analysis of the main processes in the solid oxide fuel cells and their mathematical description
Vágner, Petr ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Souček, Ondřej (oponent)
Palivové články s pevnými oxidy (SOFC) jsou slibnou technologií budouc- nosti. Pro dosažení vysoké účinnosti je třeba porozumět základním procesům probíhajícím v SOFC. V práci je odvozena Lineární teorie směsí využitá k termodynamickému popisu fungování palivových článků s pevnými oxidy, zvláště pak vlivu termoelektrického jevu. Pro popis elektrochemických re- akcí probíhajících v palivovém článku je použito Butlerovy-Volmerovy rov- nice s novým vztahem mezi přepětím a elektrochemickou affinitou. Odvozený model, popisující stacionární fungování palivového článku, je prezentován v podobě systému parciálních differenciálních rovnic. Tento systém rovnic, doplněný o okrajové podmínky, je slabě zformulován v 1D přiblížení. Tato formulace je posléze numericky implementována a vyřešena pomocí metody konečných prvků. 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.
|
|
|
Design autonomní sněžné rolby
Vespalec, Arnošt ; Surman, Martin (oponent) ; Škaroupka, David (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je design autonomní sněžné rolby určené pro úpravu dobře geodeticky zmapovaných sjezdovek lyžařských areálů. Navržený design využívá inovativní přístup v oblasti detekce tloušťky sněhové pokrývky elektromagnetickým senzorickým systémem. Práce identifikuje a předkládá koncepci řešení specifických problémů autonomního provozu v lyžařských areálech, formou designérské vize. Tento koncept prezentuje a ověřuje pomocí parametrického modelu.
|
|
|
Termodynamická analýza procesů v palivových článcích s pevnými oxidy
Vágner, Petr ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Némec, Tomáš (oponent)
Palivové články jsou ekologickou technologií budoucnosti. Ačkoliv byly palivové články objeveny již v předminulém století, principy jejich fungování nebyly stále uspokojivě popsány. Tato práce se soustředí na popis palivových článků s pevnými oxidy (SOFC), které se vyznačují anionově vodivým elektrolytem a vysokou operační teplotou. Model SOFC, uvedený v této práci, je formulován pomocí nerovnovážné termodynamiky a popisu vícesložkového kontinua. Model je zjednodušen předpoklady izotermicity, stacionárnosti v 1D aproximaci. Modelové rovnice popisují transport plynů v elektrodách, transport iontů skrze elektrolyt a průběh elektrického napětí v palivovém článku. V závěru práce je výsledek porovnán s modelem vysokoteplotního elektrolyzéru s pevnými oxidy, vyvinutého na Vysoké Škole Chemicko-Technologické, ukáže se, že oba přístupy vedly k obdobným závěrům. Tato práce může posloužit jako podnět k experimentálnímu prokázání možností teorie směsí. 1
|
|
|
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...
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.