Palivové články typu kov-vzduch v elektromobilitě

Abstract

Předkládaná bakalářská práce je zaměřena na rešerši aktuálního vývoje v oblasti palivových článků kov-vzduch a následné porovnání systému zinek-vzduch s komerčním typem Li-ion baterie. První část je věnována rozboru struktury článků kov-vzduch, specifickému designu jednotlivých typů kovových elektrod, konstrukci a katalytické struktuře vzduchem ventilované katody a také požadavkům na elektrolyt, které se liší v závislosti na použitém kovu. První část je také věnována teoretickému rozboru faktorů ovlivňujících účinnost a životnost jednotlivých sekundárních článků typu kov-vzduch. Zásadním problémem, bránícím masovému používání článků kov-vzduch, je negativní vliv cyklování článků, především pak strukturní změny na kovové elektrodě. V teoretické části práce jsou zmíněna možná technická řešení, na která se současný vývoj zaměřuje a která by měla přispět ke zvýšení životnosti i bezpečnosti článků. V druhé části jsou uvedeny výpočty vybraných energetických parametrů článků kov-vzduch, jako je teoretická hustota energie, teoretická objemová hustota energie a teoretická kapacita. Na základě těchto teoretických parametrů, vlastností článků (cyklovatelnost a bezpečnost) a vlastností kovů (cena a recyklovatelnost) jsou porovnány jednotlivé typy článků kov-vzduch. V druhé části je dále uveden stručný teoretický přehled Li-ion baterií využívaných v elektromobilitě. V závěru druhé části je na základě výzkumných článků, kde byla realizována simulace pohonu využívajícího duální systém skladování energie, provedeno srovnání systému využívajícího Li-ion baterii oproti systému využívajícímu menší prvotní Li-ion baterii v kombinaci se záložní baterií zinek-vzduch sloužící pro prodloužení dojezdu. Srovnání je provedeno na základě parametrů jako je dojezd, spotřeba, emise a cena elektromobilů využívající tyto systémy.