|
|
Výroba vodíku a jeho skladování
Tunys, Daniel ; Lachman, Jakub (oponent) ; Elbl, Patrik (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá rešerší dostupných metod výroby a skladování vodíku a souhrnem důležitých současných či budoucích vodíkových projektů. Práce pojednává o možných způsobech výroby vodíku z fosilních a obnovitelných zdrojů a dává do kontrastu výhody či nevýhody jednotlivých konvenčních a experimentálních metod. Popsané možnosti výroby vodíku jsou také srovnány z hlediska emisí, které při procesu vzniknou. Dále práce porovnává různé způsoby skladování a transportu vodíku s ohledem na vhodná praktická využití jednotlivých metod a popisuje výhody a také nevýhody různých způsobů uchovávání vodíku. Poslední část je výtažkem důležitých jak českých, tak i světových vodíkových projektů a vodíkových strategií jednotlivých zemí.
|
|
|
Akumulace energie do "tepelných baterií"
Janečka, Filip ; Kudela, Libor (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Akumulátory tepelné energie jsou důležitou alternativou k jiným, běžnějším metodám skladování energie, jako jsou například elektrochemické baterie, jelikož je větší část energie spotřebované v domácnostech právě ve formě tepla. Využitím tepelných zásobníků tedy dochází k vynechání kroku, ve kterém se elektrická energie přeměňuje na teplo, čímž může dojít ke zvýšení účinnosti celého procesu a snížení nákladů na energie. V této práci je popsáno a zhodnoceno pět významných metod skladování tepelné energie s ohledem jak na jejich použití jedincem v rodinném domě, tak i na použití v aplikacích s velkým odběrem energie (centrální vytápění, elektrárenské odvětví aj.). Těmito pěti zásobníky tepla jsou: zemní zásobníky, pískové zásobníky, PCM (phase change material) zásobníky, termochemické zásobníky a zásobníky vodíku. Je kladen důraz na vyzdvihnutí výhod a nevýhod jednotlivých druhů tepelných zásobníků, ukázku jejich pilotních realizací a jejich vzájemné porovnání. Dále je provedeno zhodnocení schopnosti sezónní akumulace jednotlivých tepelných zásobníků, ze kterého vyplývá, že jediným zásobníkem, zaručeně schopným téměř neomezené doby akumulace, je termochemický zásobník. V rámci této práce je také navržen vodní zásobník tepla pro rodinný dům, který byl vybrán z důvodu své dobré škálovatelnosti, ověřené funkčnosti a relativně jednoduché konstrukci.
|
|
|
Ukládání elektrolýzou získaného vodíku do metalhydridového úložiště
Hamřík, Lukáš ; Libich, Jiří (oponent) ; Novák, Vítězslav (vedoucí práce)
V rámci teoretické části je tato práce zaměřena na možnosti výroby vodíku z obnovitelných a neobnovitelných zdrojů, jsou zmíněny jejich výhody a nevýhody. V práci jsou popsány vlastnosti a základní principy několika typů technologií elektrolýzy. Jsou zde uvedeny technologické možnosti ukládání vodíku v plynné, kapalné i pevné fázi, především pak s orientací na ukládání vodíku v metalhydridových úložištích. V praktické části je popsán vodíkový systém, který byl předmětem měření. Jsou zde uvedena bloková schémata a popis realizace zapojení ovládací i měřící soustavy a je přiblížen způsob čtení a zapisování dat pomocí LabVIEW. Dále jsou popsány výsledné naměřené závislosti teploty a tlaku u metalhydridového úložiště, jejich porovnání s teoretickými poznatky a také dva možné režimy, ve kterých lze sestavený vodíkový systém provozovat.
|
|
|
Palivový článek s metalhydridovým úložištěm vodíku
Bruzl, David ; Libich, Jiří (oponent) ; Novák, Vítězslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou vodíkových palivových článků a skladováním vodíku. Je zde popsána historie vývoje palivových článků, princip jejich funkce a jejich jednotlivé typy se zaměřením na nízkoteplotní palivové články, speciálně pak článek typu PEMFC. Dále jsou popsány metody skladování vodíku se zaměřením na metalhydridové úložiště. V práci je popsáno navržení a sestavení systému s palivovým článkem H-200, jsou změřeny jeho základní charakteristiky a diskutovány odlišnosti vůči charakteristikám od výrobce. Součástí je dále popis chování metalhydridového úložiště HS-760 při vybíjení. Toto chování je měřeno programem, který byl vytvořen v prostředí Labview. Práce obsahuje popis tohoto programu. Program a jím měřená data jsou v elektronických přílohách. Jedna kapitola práce se také věnuje provozním režimům celého systému.
|
|
|
PHASE COMPOSITION OF CHOSEN Mg-BASED MATERIALS DURING HYDROGEN SORPTION
Čermák, Jiří ; Král, Lubomír ; Roupcová, Pavla
Phase transformation during hydrogen sorption was investigated in ten chosen magnesium-based hydrogen storage (HS) materials. Chemical composition of the materials consisted of Mg, as a principal hydrogen-binding element, additive X and amorphous carbon (CB), as an anti-sticking component. In order to assess the effect of X itself upon the structure, values of concentration of both X and CB were fixed to about 12 wt. %. The influence of X = Mg2Si, Mg2Ge, Mg17Al12, Mg5Ga2, NaCl, LiCl, NaF, LiF and two combinations Ni+Mg17Al12 and Ni+Mg2Si upon the changes in phase composition was tested. Phase content in HS materials was observed (i) after the intensive ball milling (BM), (ii) after the BM followed by hydrogen charging at 623 K and (iii) after the BM and one hydrogen charging/discharging cycle (C/D) at temperature 623 K. The study was carried out by SEM and XRD. It was found that, the C/D is approximately structurally reversible for X = Mg2Ge, Mg17Al12, NaF and LiF. However, additives X = Mg17Al12 and NaF decompose already during the BM. In alloys with combination of Ni with Mg17Al12, new phases NimAln are formed. Phase composition changed during C/D for X = Mg2Si Mg5Ga2 and Ni+Mg2Si due to equilibration of phases composition. Observed structure changes of HS materials with chloride ionic additives NaCl and LiCl are, most likely caused by the relatively strong affinity between Mg and Cl. Hydrogen storage capacity of all studied alloys was 6.0 +/- 0.3 wt. % H-2.
|
|
|
Vodíkový autobus
Kopecký, Petr ; Březina, Michal (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá vodíkovými autobusy, jejich koncepcí, vlastnostmi, praktickým uplatněním a ekonomikou provozu. Pojednává také o bezpečnosti a vodíkové infrastruktuře, zejména o výrobě, skladování a využití vodíku, přičemž jsou zmíněny i budoucí možnosti. Různá technická řešení jsou hodnocena s ohledem na specifika autobusů. Nabízí tak všeobecný přehled problematiky vodíkových autobusů a související infrastruktury.
|
|
|
HYDROGEN SORPTION IN ORDERED Mg-In ALLOYS
Čermák, Jiří ; Král, Lubomír ; Roupcová, Pavla
Hydrogen storage (HS) performance of three Mg- x In- y CB alloys (CB - amorphous carbon, x = 55, 64, 73 y =\n10 wt%) was studied. Indium concentration covered an area of ordered β structures. Alloys were prepared by\nball-milling in hydrogen atmosphere. Kinetic curves and PCT isotherms were measured in the temperature\ninterval from 200 °C to 325 °C. X-ray diffraction spectroscopy (XRD) was used for structure investigation. Alloy\nwith x = 73 wt% In ( β ’’ structure) showed reversible amorphization during temperature cycling between about\n100 °C and 350 °C. Hydrogen sorption experiments were done by the Sieverts method under the hydrogen\ngas pressure ranging from 0.1 MPa to 2.5 MPa. It was found that hydrogen sorption capacity varied between\n0.47 and 1.1 wt% H 2 . Hydride formation enthalpy ∆H calculated from desorption PCT experiments was\nsignificantly lower than ∆H , known for pure Mg. This invoked an idea that atomic order of Mg-based HS\nmaterials might decrease the high thermodynamic stability of hydride phase.
|
|
|
HYDROGEN STORAGE PROPERTIES OF GRAPHENE OXIDE MATERIALS PREPARED BY DIFFERENT WAYS
Král, Lubomír ; Čermák, Jiří ; Bytesnikova, Z.
Graphene-based materials show unique properties. These single layered materials consist of 2D structure of carbon atoms, belong to the strongest known materials, that are very mechanically flexible, optically transparent and that are excellent electrical and thermal conductors. Recently, several studies on these types of materials have highlighted the potential of this material for hydrogen storage (HS) and raised new hopes for the development of an effective solid-state HS media. In the present paper, the structure and HS properties of graphene oxide (GO) and chemically reduced graphene oxide (rGO) produced by different procedures were studied. Hydrogen sorption characteristics of GO and rGO were measured using the Sieverts-type gas sorption analyzer PCT-Pro Setaram Instrumentation. The study of HS was carried out at temperature range from 198 K to 423 K under hydrogen pressure from 1x10(-4) to 4 MPa. \n\nFor the HS point of view, the advantage of GO or rGO compared to graphene, is the presence of multiple chemical groups that can be used for introducing modifiers and their superior spreading on the materials surface. The suitably functionalized GO or rGO materials could potentially exhibit outstanding HS properties.
|
|
|
HYDROGEN STORAGE PROPERTIES OF GRAPHENE OXIDE MATERIALS PREPARED BY DIFFERENT WAYS
Král, Lubomír ; Čermák, Jiří ; Bytesnikova, Z.
Graphene-based materials show unique properties. These single layered materials consist of 2D structure of carbon atoms, belong to the strongest known materials, that are very mechanically flexible, optically transparent and that are excellent electrical and thermal conductors. Recently, several studies on these types of materials have highlighted the potential of this material for hydrogen storage (HS) and raised new hopes for the development of an effective solid-state HS media. In the present paper, the structure and HS properties of graphene oxide (GO) and chemically reduced graphene oxide (rGO) produced by different procedures were studied. Hydrogen sorption characteristics of GO and rGO were measured using the Sieverts-type gas sorption analyzer PCT-Pro Setaram Instrumentation. The study of HS was carried out at temperature range from 198 K to 423 K under hydrogen pressure from 1x10(-4) to 4 MPa.
|
|
|
INFLUENCE OF GRAPHITE UPON THE KINETICS OF HYDROGEN SORPTION IN Mg@Mg17Al12
Čermák, Jiří ; Král, Lubomír ; Roupcová, Pavla
Influence of graphite addition to the ball-milling charge composed of Mg splinters and Mg17Al12 particles upon the hydrogen sorption was investigated at sorption temperature 623 K. Measurements were carried out by Sieverts method. Graphite facilitates the ball-milling: It prevents re-agglomeration of crushed particles into large secondary particles. It also suppresses sticking the milled material to the balls and walls of the milling jar. It was found that an increase of carbon concentration up to a certain limit c(L) lying between 14 and 23 wt. % C, carbon increases both the absorption and the desorption rates and hydrogen storage capacity. Above c(L), carbon causes a considerable decrease in HS capacity, which spoils the application potential of Mg@Mg17Al12/C. Crystallite size of the material under study, obtained by XRD, is in the order of tens of nm.
|
host ::
RSS.