• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ogniwo paliwowe



    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]
    Przeczytaj także...
    Metan (znany także jako gaz błotny i gaz kopalniany), CH4 – organiczny związek chemiczny, najprostszy węglowodór nasycony (alkan). W temperaturze pokojowej jest bezwonnym i bezbarwnym gazem. Jest stosowany jako gaz opałowy i surowiec do syntezy wielu innych związków organicznych.Przechowywanie wodoru – dział techniki poświęcony metodom przechowywania wodoru, głównie jako paliwa o bardzo wysokiej wartości energetycznej. Przechowywanie wodoru jest przedmiotem badań licznych, zarówno cywilnych jak i wojskowych, ośrodków naukowych, szczególnie w kontekście zwiększonego zainteresowania bezpieczeństwem energetycznym i polityką ochrony środowiska naturalnego przed szkodliwymi skutkami użytkowania paliw kopalnych. Atrakcyjność wodoru jako źródła energii wynika z tego, że można go stosunkowo łatwo pozyskiwać z gazu ziemnego oraz wody, która jest też jedynym produktem jego spalania lub utleniania tlenem.
    Bezpośrednie ogniwo metanolowe w przezroczystej obudowie
    Schemat zasady działania ogniwa paliwowego
    Schemat budowy alkalicznego ogniwa paliwowego: 1 – wodór, 2 – przepływ elektronów, 3 – ładowanie (odbiornik energii), 4 – tlen, 5 – katoda, 6 – elektrolit, 7 – anoda, 8 – woda, 9 – jony hydroksylowe

    Ogniwo paliwoweogniwo generujące energię elektryczną z reakcji utleniania stale dostarczanego do niego z zewnątrz paliwa. W odróżnieniu od ogniw galwanicznych (akumulatory, baterie), w których energia wytwarzanego prądu musi zostać wcześniej zgromadzona wewnątrz tych urządzeń (co znacznie ogranicza czas ich pracy), ogniwa paliwowe nie muszą być wcześniej ładowane. Wystarczy tylko doprowadzić do nich paliwo. W przypadku ogniw galwanicznych ładowanie może być procesem trwającym wiele godzin, a ogniwa paliwowe są gotowe do pracy po niewielkim czasie wymaganym do nagrzania.

    Pierwsza zasada termodynamiki – jedno z podstawowych praw termodynamiki, jest sformułowaniem zasady zachowania energii dla układów termodynamicznych. Zasada stanowi podsumowanie równoważności ciepła i pracy oraz stałości energii układu izolowanego.Nafion – nazwa materiału produkowanego przez firmę DuPont. Jest to syntetyczny kopolimer tetrafluoroetylenu (monomeru teflonu) i kwasu nadfluoro-3,6-dioksa-4-metylo-7-oktenosulfonowego. Wynaleziony przez Walthera Grota pod koniec lat 60. XX wieku.

    Większość ogniw paliwowych do produkcji energii elektrycznej wykorzystuje wodór na anodzie oraz tlen na katodzie. Są to ogniwa wodorowe. Proces produkcji energii nie zmienia chemicznej natury elektrod oraz wykorzystywanych elektrolitów. W ogniwach galwanicznych wytwarzanie prądu opiera się na szeregu reakcji chemicznych, które doprowadzają do zmiany składu elektrolitów lub elektrod. Aby odwrócić ten proces konieczne jest długotrwałe ładowanie.

    Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.Cykl Carnota – obieg termodynamiczny, złożony z dwóch przemian izotermicznych i dwóch przemian adiabatycznych. Cykl Carnota jest obiegiem odwracalnym. Do realizacji cyklu potrzebny jest czynnik termodynamiczny, który może wykonywać pracę i nad którym można wykonać pracę, np. gaz w naczyniu z tłokiem, a także dwa nieograniczone źródła ciepła, jedno jako źródło ciepła (o temperaturze T1) – górne źródło ciepła obiegu, a drugie jako chłodnica (o temperaturze T2) – dolne źródło ciepła obiegu.

    Zaletą ogniw wodorowych jest niewielkie zanieczyszczenie powietrza, które one powodują. Powstające w nich spaliny składają się wyłącznie z obojętnej dla środowiska pary wodnej. Silniki spalinowe oprócz pary wodnej wytwarzają też dwutlenek węgla, czad, ozon, tlenki azotu oraz szereg innych toksycznych substancji.

    Zasada działania[ | edytuj kod]

    Podstawowym rodzajem ogniw paliwowych są ogniwa wodorowo-tlenowe z membraną do wymiany protonów (elektrolit polimerowy). Cienka warstwa polimeru przewodzącego protony rozdziela anodę i katodę. Zwykle elektrody mają postać nawęglonego papieru pokrytego platyną w charakterze katalizatora reakcji.

    Metanol, alkohol metylowy, CH3OH – organiczny związek chemiczny, najprostszy alkohol alifatyczny. Został odkryty w 1661 roku przez Roberta Boyle’a. Jest trujący dla człowieka. Laptop (po polsku – przenośny komputer ang. lap – kolana, top – na wierzchu), nazywany również notebook – przenośny komputer osobisty. Inne zminiaturyzowane komputery (mniejsze od laptopów) to netbooki, palmtopy (np. Palm lub Pocket PC) lub smartfony.

    Gazowy wodór wprowadzany jest w obszar porowatej anody, gdzie ulega utlenieniu (oddaje elektrony, e), w wyniku czego powstają kationy wodorowe (protony), H: 2H24H + 4e

    Na katodzie tlen reaguje z elektronami, redukując się do O: O2 + 4e → 2O

    Półprzepuszczalna membrana pozwala tylko na dyfuzję protonów (od anody do katody), nie przepuszcza natomiast innych jonów, w tym anionów tlenkowych O2- (od katody do anody). Kationy wodorowe po dotarciu do przestrzeni katodowej reagują z anionami tlenkowymi, dając wodę (w postaci pary lub ciekłej): 2O + 4H2H2O

    Elektrony z anody docierają do katody poprzez obwód elektryczny, wytwarzając prąd pozwalający na zasilanie urządzeń.

    Instytut Energetyki – instytut badawczy (wcześniej jednostka badawczo-rozwojowa) związany z energetyką, znajdujący się w Warszawie, posiadający oddziały w Białymstoku, Boguchwale, Gdańsku i Łodzi, a od 2008 także w Radomiu. Instytut podlega Ministrowi Gospodarki.Elektroliza — w chemii i fizyce - ogólna nazwa na wszelkie zmiany struktury chemicznej substancji, zachodzące pod wpływem przyłożonego do niej zewnętrznego napięcia elektrycznego. W węższym zakresie pojęcie to obejmuje tylko procesy rozkładu. Elektrolizie towarzyszyć może (choć nie musi) szereg dodatkowych zjawisk, takich jak dysocjacja elektrolityczna, transport jonów do elektrod, wtórne przemiany jonów na elektrodach i inne. W sensie technologicznym przez elektrolizę rozumie się wszystkie te procesy łącznie.

    Istnieją odmiany ogniw paliwowych, w których źródłem energii nie jest wodór w postaci gazowej. Gaz ten jest produkowany w ogniwie na skutek spalania związków chemicznych bogatych w wodór, jak metan czy metanol. Wodór zgromadzony w postaci związanej jest łatwiejszy do transportu – zajmuje mniejszą objętość i nie musi być skraplany w bardzo niskiej temperaturze. Jednak sprawność takich ogniw jest mniejsza i często oprócz pary wodnej produkują one dwutlenek węgla. Niemniej są i tak „czystsze” oraz bardziej wydajne od tradycyjnych silników spalinowych.

    Skylab (skrót od Sky Laboratory: kosmiczne laboratorium) – amerykańska stacja orbitalna działająca w okresie: 14 maja 1973 – 11 lipca 1979 r. Ursus City Smile (także: AMZ City Smile) – rodzina niskopodłogowych autobusów przeznaczonych dla komunikacji miejskiej, skonstruowana przez AMZ-Kutno, a produkowana od 2011 roku w Kutnie), a od 2015 roku przez polskie konsorcjum Ursus Bus (w skład którego wchodzą: Ursus, AMZ-Kutno oraz Ursus Bus).

    W odróżnieniu od baterii i akumulatorów, ogniwa paliwowe nie gromadzą wewnątrz energii. Bez dostarczania paliwa proces produkcji prądu się zatrzymuje. Są jednak urządzenia, w których z ogniwem paliwowym łączy się baterie słoneczne, produkujące wodór przez elektrolizę. W takim układzie wodór jest produkowany w ciągu dnia z energii słonecznej, a w nocy ulega spaleniu w ogniwie. Sprawność takiego procesu (prąd → wodór → prąd) jest rzędu 30–40%.

    Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.Utlenianie – reakcja chemiczna, w której atom przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia (co jest równoważne z oddaniem elektronów).

    Podobne rozwiązanie może zostać zastosowane w elektrowni wiatrowej. Kiedy wieje silny wiatr, nadmiar energii magazynowany jest w postaci wodoru. Kiedy wiatr słabnie, niedobór prądu pokrywa produkcja energii w ogniwie paliwowym. Spekuluje się na temat możliwości budowy systemu rurociągów transportujących zmagazynowaną w wodorze energię do jej odbiorców.

    Sir William Robert Grove (ur. 11 lipca 1811 r. w Swansea w Walii, zm. 1 sierpnia 1896 r.) – brytyjski chemik i wynalazca.Energetyka – dział nauki i techniki, a także gałąź przemysłu, które zajmują się przetwarzaniem dostępnych form energii na postać łatwą do wykorzystania przy zasilaniu wszelkich procesów przemysłowych, a także napędzaniu maszyn i urządzeń używanych w życiu codziennym.

    Zasada działania ogniw paliwowych w których wodór reaguje z tlenem w celu produkcji wody oraz energii elektrycznej, jest odwrotnością procesu elektrolizy, podczas której prąd elektryczny jest przepuszczany przez wodę, w celu rozdzielenia więzów między atomami tlenu i wodoru.

    Aktywność molowa związków chemicznych to efektywne stężenie tych substancji, uwzględniające odchylenia tych związków od zachowania idealnego, wynikające ze zjawisk dyfuzyjnych, lepkościowych lub elektromagnetycznych mających miejsce w stężonych roztworach lub gazach pod wysokim ciśnieniem.Japonia (jap. 日本, trb. Nihon lub Nippon) – państwo wyspiarskie usytuowane na wąskim łańcuchu wysp na zachodnim Pacyfiku, u wschodnich wybrzeży Azji, o długości 3,3 tys. km. Archipelag rozciąga się niemal południkowo (Japończycy utrzymują, że ich kraj ma kształt „trzydniowego Księżyca”) pomiędzy 45°33′ a 20°25′ stopniem szerokości północnej, od Morza Ochockiego na północy do Morza Wschodniochińskiego i Tajwanu na południu. Stolica Tokio jest usytuowana prawie dokładnie na tej samej szerokości geograficznej co Ateny, Pekin, Teheran i Waszyngton.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]




    Warto wiedzieć że... beta

    Jon wodorowy – kation (jon dodatni) utworzony z atomu wodoru, poprzez oderwanie jego jednego elektronu. Praktycznie biorąc jon wodorowy jest po prostu wolnym protonem. W zapisach przebiegu reakcji chemicznych zapisuje się go jako: H.
    Silnik Wankla – silnik spalinowy, w którym tłok obraca się wewnątrz cylindra. Silnik ten opatentował Felix Wankel.
    Ogniwo paliwowe ze stałym tlenkiem (inaczej: z zestalonym elektrolitem tlenkowym, SOFC (ang. Solid Oxide Fuel Cell) – rodzaj ogniwa paliwowego, wymagającego wysokiej temperatury pracy (ok. 600-1000 °C). Ciepło uzyskiwane za pomocą tego ogniwa może być wykorzystane w kogeneracji. Początkowo znaczne wymiary, wysoka temperatura pracy i znaczny czas rozruchu ograniczają zastosowanie ogniw SOFC do rozwiązań do stałej zabudowy. Późniejszy rozwój technologiczny pozwolił na zastosowanie tego typu ogniw również w transporcie.
    Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.
    Ogniwo paliwowe zasilane bezpośrednio metanolem, DMFC (Direct-Methanol Fuel Cell) – rodzaj ogniwa paliwowego, w którym metanol (CH3OH) nie jest reformowany, lecz dostarczany bezpośrednio do ogniwa.
    Ogniwo paliwowe ze stopionym węglanem, MCFC (ang. Molten Carbonate Fuel Cell) – to rodzaj wysokotemperaturowego ogniwa paliwowego, pracującego przy t=600 °C i wyżej.
    Honda FCX Clarity - samochód klasy średniej napędzany wodorem produkowany od 2008 roku w Japonii w niemalże niezmienionej formie auta koncepcyjnego Honda FCX Concept, a dostępny jedynie w Stanach Zjednoczonych w Kalifornii a także w Japonii (14 egzemplarzy) oraz Europie (2 egzemplarze) na zasadzie trzyletniej umowy leasingowej za miesięczną opłatą około 600 dolarów obejmującą konserwacje oraz pomoc drogową.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.05 sek.