Ekologické napájecí systémy s vodíkovými palivovými články

Abstract

Předkládaná práce se zabývá vodíkovými palivovými články s protonově vodivou membránou. V první kapitole je probráno rozdělení vodíkových palivových článků primárně z hlediska konstrukce, použitého elektrolytu a provozních teplot. Stručně jsou popsány hlavní rozdíly a uvedeny příklady možných aplikací jednotlivých typů palivových článků. Další část práce je věnována teoretickému rozboru palivových článků s polymerní iontově vodivou membránou. Vysvětlen je samotný princip fungování a následně jsou popsány jednotlivé komponenty, ze kterých se tento palivový článek skládá zejména po materiálové stránce. Následně jsou uvedeny příklady využití palivových článků pro různé typy aplikací ať už v automobilovém průmyslu, nebo jako záložní zdroje elektrické energie a jiné. Další dvě kapitoly se věnují možnostem výroby a skladování vodíku. Poslední kapitola práce představuje experimentální část, která se věnuje zejména stacku sestaveného z pěti palivových článků a jeho měření v různých režimech zatěžování a regulace zásobování vodíkem. Zkoumán je také vliv vlhkosti a koncentrace kyslíku v uzavřeném pracovním prostředí palivového článku. Na závěr byla provedena analýza katalytických vrstev použitých v testovaném palivovém článku pomocí skenovací elektronové mikroskopie s prvkovou analýzou a byly pořízeny CT snímky jednoduchého palivového článku pro detailní zobrazení jeho vnitřního uspořádání. Jako doplnění jsou v práci prezentovány výsledky termických analýz polymerní membrány a uhlíkového papíru.