Současné metody diagnostiky palivových článků typu PEM a jejich komponent

Abstract

Cílem této práce byl popis současných diagnostických metod vodíkových palivových článků typu PEM a jejich komponent. V práci jsou uvedeny metody umožňující zjištění elektrických, sorpčních, desorpčních a povrchových vlastností materiálů používaných při konstrukci palivových článků. Tyto metody nejsou zaměřeny pouze na palivové články, ale je možné je využít obecně k charakterizaci materiálů. Pro účely této práce byla využita i metoda termické analýzy - termogravimetrie. Úvod práce je zaměřen na teoretický popis principu palivového článku a kontext současného využití palivových článků v energetickém mixu. Zmíněny jsou i další typy obnovitelných zdrojů. Hlavní pozornost je věnována popisu funkce jednotlivých komponent a materiálů použitých k jejich výrobě. Dále jsou zmíněny hlavní aplikace, ve kterých je možné využít vodíkových palivových článků. Experimentální část práce obsahuje původní výsledky měření fyzikálních vlastností komponent a popis metod, kterými bylo těchto výsledků dosaženo. V této části je popsána inverzní plynová chromatografie využitelná k určení specifického povrchu vzorku, elektrochemická impedanční spektroskopie použitá ke studiu elektrických vlastností materiálu a dynamická sorpce par, kterou byla určena sorpce a desorpce membrán. Výsledky publikované v této části popisují vlastnosti dosud nezkoumaných vzorků, případně vzorků komerčně dostupných. Výsledky měření komerčně dostupných vzorků představují rámec, který je využitelný pro další vývoj komponent vodíkových palivových článků typu PEM. V závěru práce je popsáno měření provozních charakteristik palivových článků. V tomto měření byla využita komerčně dostupná MEA, jejíž parametry byly dobře známy. Kapitola slouží spíše k vytvoření představy o testování palivových článků. Materiály zkoumané ve zbytku práce nebyly v tomto měření využity, a to především z časových důvodů a z důvodu vysoké ceny jednoho měření.